
【計】 dimensionality of array
【計】 array
【化】 array
dimension
【計】 dimensionality; number of dimensions
在計算機科學和數學中,數組維數(Array Dimension)指描述數組結構所需索引的數量,反映了數據在多維空間中的組織層級。以下是漢英詞典角度的詳細解釋:
中文定義
數組維數指數組中用于定位元素的坐标軸數量。一維數組如直線(單索引),二維數組如表格(行與列),三維數組如立方體(長、寬、高)。
來源:清華大學《計算機程式設計基礎》教材。
英文定義
Array Dimension refers to the number of indices required to access an element in an array. For example:
array[i]
matrix[i][j]
cube[i][j][k]
來源:ISO/IEC 9899:2018 (C語言标準)。
維數與存儲
維數決定數組的内存布局。一維數組連續存儲;多維數組按行優先(C語言)或列優先(Fortran)排列。
示例:二維數組arr
在内存中存儲為[a11, a12, a13, a21, a22, a23]
。
高維數組的應用
三維數組用于物理模拟(如流體動力學),四維數組可表示時空數據(如氣象預測)。
來源:IEEE《科學計算中的數據結構》。
《GB/T 15272-1994 程式設計語言C》定義數組為“由相同類型元素構成的有序集合,通過維數索引訪問”。
維數本質是數組的秩(Rank),即張量理論中的階數(Order)。
來源:Knuth《計算機程式設計藝術》卷1。
清華大學計算機系. 《計算機程式設計基礎(第3版)》. 清華大學出版社, 2020.
ISO/IEC 9899:2018. Programming Languages — C.
IEEE Transactions on Computing Systems. Data Structures in Scientific Computing. 2019.
中國國家标準化管理委員會. GB/T 15272-1994.
Knuth, D. E. The Art of Computer Programming, Vol.1. Addison-Wesley, 1997.
數組維數是描述數據組織層次的核心概念,在不同領域有不同表現形式:
一、基礎定義 數組維數指描述元素位置所需的索引數量,例如:
二、數學視角 • 向量:1維($vec{v} = [v_1,v_2,...,vn]$) • 矩陣:2維($A = begin{bmatrix} a{11} & ... & a{1n}... & ... & ...a{m1} & ... & a_{mn} end{bmatrix}$) • 張量:n維(深度學習常用3-4維張量)
三、編程實現 以NumPy為例:
arr_1d = np.array()# shape=(3,) → 1維
arr_2d = np.array([,])# shape=(2,2) → 2維
arr_3d = np.zeros((2,3,4))# shape=(2,3,4) → 3維
四、應用場景
理解數組維數有助于:
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