
【計】 three-dimensional array
三維數組(three-dimensional array)是計算機科學與數學領域中的一種複合數據結構,由多個二維數組按照層級關系嵌套組成,能夠存儲具有三維空間屬性的數據集合。其核心特征體現在以下方面:
數據結構定義
在編程語言中,三維數組可視為"數組的數組的數組",通過三個索引(如arr[i][j][k])訪問元素。例如在C語言中聲明為int arr
,表示包含3個二維平面,每個平面有5行8列的數據結構。這種結構在圖像處理中常用于存儲RGB三通道的像素矩陣(來源:《C++ Primer》第5版)。
空間映射特性
三維數組與笛卡爾坐标系存在對應關系:第一維度表示X軸坐标,第二維度對應Y軸,第三維度對應Z軸。這種特性使其在3D建模、體素數據存儲等領域具有重要應用(來源:IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics)。
存儲機制差異
不同于二維數組的連續内存分配,三維數組在不同編程語言中存在實現差異。Java等語言采用"數組的數組"的引用式存儲,而Fortran則支持真正的三維連續内存分配(來源:Oracle官方Java文檔)。
典型應用場景
該術語在漢英對照中,"三維"對應"three-dimensional","數組"對應"array"。國際标準化組織ISO/IEC 2382:2015将三維數組定義為"具有三個維度下标的數據對象集合"(來源:ISO标準文檔庫)。
三維數組是編程和數據結構中的一個重要概念,具體解釋如下:
定義 三維數組是由多個二維數組按層級嵌套組成的結構,可以理解為由「層」「行」「列」三個維度構成的數據容器。每個元素通過三個索引值定位,例如 $a[i][j][k]$ 分别對應層、行、列的位置。
類比示例
存儲特性
物理内存中仍以線性連續方式存儲,但邏輯上分層排列。例如在C語言中,三維數組聲明為int arr
,表示3層、每層4行、每行5列,共包含3×4×5=60個元素。
應用場景
編程實現差異
[[, ], [, ]]
)zeros(3,4,5)
生成三維數組三維數組相比低維數組能更自然地表達具有空間層級關系的數據,但複雜度也會隨維度增加而升高,實際使用中需權衡需求與性能。
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