数组

2024-07-03 17:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

数组项目05/15/2024

可以将同一类型的多个变量存储在一个数组数据结构中。通过指定数组的元素类型来声明数组。如果希望数组存储任意类型的元素，可将其类型指定为 object。在 C# 的统一类型系统中，所有类型（预定义类型、用户定义类型、引用类型和值类型）都是直接或间接从 Object 继承的。

type[] arrayName;

数组具有以下属性：

数组可以是一维、多维或交错的。声明数组变量时设置维度数。创建数组实例时，将建立每个维度的长度。这些值在实例的生存期内无法更改。交错数组是数组数组，每个成员数组的默认值为null。数组从零开始编制索引：包含 n 元素的数组从 0 索引到 n-1。数组元素可以是任何类型，其中包括数组类型。数组类型是从抽象的基类型 Array 派生的引用类型。所有数组都会实现IList和IEnumerable。可以使用 foreach 语句循环访问数组。单维数组还实现了 IList 和 IEnumerable。

创建数组时，可以将数组的元素初始化为已知值。从 C# 12 开始，可以使用集合表达式初始化所有集合类型。未初始化的元素设置为默认值。默认值为 0 位模式。所有引用类型（包括不可为 null的类型）都具有值null。所有值类型都有 0 位模式。这意味着Nullable.HasValue属性为false且Nullable.Value属性未定义。在 .NET 实现中，Value属性引发异常。

下面的示例创建一维数组、多维数组和交错数组：

// Declare a single-dimensional array of 5 integers. int[] array1 = new int[5]; // Declare and set array element values. int[] array2 = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; // Declare a two dimensional array. int[,] multiDimensionalArray1 = new int[2, 3]; // Declare and set array element values. int[,] multiDimensionalArray2 = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } }; // Declare a jagged array. int[][] jaggedArray = new int[6][]; // Set the values of the first array in the jagged array structure. jaggedArray[0] = [1, 2, 3, 4];

重要

本文中的许多示例使用集合表达式（使用方括号）来初始化数组。集合表达式最初在 C# 12 中引入，该版本随 .NET 8 发布。如果尚无法升级到 C# 12，请改用 { 和 } 来初始化数组。

// Collection expressions: int[] array = [1, 2, 3, 4, 5, 6]; // Alternative syntax: int[] array2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; 一维数组

一维数组是一系列相似元素。可以通过其索引访问元素。索引是序列中的顺序位置。数组中的第一个元素位于索引0。使用 new 运算符创建一维数组，该运算符指定数组元素类型和元素数目。以下示例声明并初始化一维数组：

int[] array = new int[5]; string[] weekDays = ["Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"]; Console.WriteLine(weekDays[0]); Console.WriteLine(weekDays[1]); Console.WriteLine(weekDays[2]); Console.WriteLine(weekDays[3]); Console.WriteLine(weekDays[4]); Console.WriteLine(weekDays[5]); Console.WriteLine(weekDays[6]); /*Output: Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat */

第一个声明声明五个整数的未初始化数组，从array[0]到array[4]。数组元素将初始化为元素类型的默认值，0 代表整数。第二个声明声明字符串数组并初始化该数组的所有七个值。一系列 Console.WriteLine 语句打印 weekDay 数组的所有元素。对于一维数组，foreach语句以递增索引顺序处理元素（从索引 0 开始并以索引Length - 1结束）。

将一维数组作为参数传递

可将初始化的一维数组传递给方法。在下面的示例中，先初始化一个字符串数组，然后将其作为参数传递给字符串的 DisplayArray 方法。该方法将显示数组的元素。接下来，ChangeArray 方法会反转数组元素，然后由 ChangeArrayElements 方法修改该数组的前三个元素。每个方法返回后，DisplayArray 方法会显示按值传递数组不会阻止对数组元素的更改。

class ArrayExample { static void DisplayArray(string[] arr) => Console.WriteLine(string.Join(" ", arr)); // Change the array by reversing its elements. static void ChangeArray(string[] arr) => Array.Reverse(arr); static void ChangeArrayElements(string[] arr) { // Change the value of the first three array elements. arr[0] = "Mon"; arr[1] = "Wed"; arr[2] = "Fri"; } static void Main() { // Declare and initialize an array. string[] weekDays = ["Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat"]; // Display the array elements. DisplayArray(weekDays); Console.WriteLine(); // Reverse the array. ChangeArray(weekDays); // Display the array again to verify that it stays reversed. Console.WriteLine("Array weekDays after the call to ChangeArray:"); DisplayArray(weekDays); Console.WriteLine(); // Assign new values to individual array elements. ChangeArrayElements(weekDays); // Display the array again to verify that it has changed. Console.WriteLine("Array weekDays after the call to ChangeArrayElements:"); DisplayArray(weekDays); } } // The example displays the following output: // Sun Mon Tue Wed Thu Fri Sat // // Array weekDays after the call to ChangeArray: // Sat Fri Thu Wed Tue Mon Sun // // Array weekDays after the call to ChangeArrayElements: // Mon Wed Fri Wed Tue Mon Sun 多维数组

数组可具有多个维度。例如，以下声明创建四个数组：两个具有两个维度，两个具有三个维度。前两个声明声明每个维度的长度，但不初始化数组的值。第二个声明使用初始值设定项设置多维数组中每个元素的值。

int[,] array2DDeclaration = new int[4, 2]; int[,,] array3DDeclaration = new int[4, 2, 3]; // Two-dimensional array. int[,] array2DInitialization = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } }; // Three-dimensional array. int[,,] array3D = new int[,,] { { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } }, { { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } } }; // Accessing array elements. System.Console.WriteLine(array2DInitialization[0, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[0, 1]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[1, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[1, 1]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[3, 0]); System.Console.WriteLine(array2DInitialization[3, 1]); // Output: // 1 // 2 // 3 // 4 // 7 // 8 System.Console.WriteLine(array3D[1, 0, 1]); System.Console.WriteLine(array3D[1, 1, 2]); // Output: // 8 // 12 // Getting the total count of elements or the length of a given dimension. var allLength = array3D.Length; var total = 1; for (int i = 0; i < array3D.Rank; i++) { total *= array3D.GetLength(i); } System.Console.WriteLine($"{allLength} equals {total}"); // Output: // 12 equals 12

对于多维数组，遍历元素的方式为：首先递增最右边维度的索引，然后是它左边的一个维度，以此类推，向最左的索引遍历元素。以下示例枚举 2D 和 3D 数组：

int[,] numbers2D = { { 9, 99 }, { 3, 33 }, { 5, 55 } }; foreach (int i in numbers2D) { System.Console.Write($"{i} "); } // Output: 9 99 3 33 5 55 int[,,] array3D = new int[,,] { { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } }, { { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } } }; foreach (int i in array3D) { System.Console.Write($"{i} "); } // Output: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12

在 2D 数组中，可以将左索引视为行，将右索引视为列。

但对于多维数组，使用嵌套的for循环可以更好地控制处理数组元素的顺序：

int[,,] array3D = new int[,,] { { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } }, { { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } } }; for (int i = 0; i < array3D.GetLength(0); i++) { for (int j = 0; j < array3D.GetLength(1); j++) { for (int k = 0; k < array3D.GetLength(2); k++) { System.Console.Write($"{array3D[i, j, k]} "); } System.Console.WriteLine(); } System.Console.WriteLine(); } // Output (including blank lines): // 1 2 3 // 4 5 6 // // 7 8 9 // 10 11 12 // 将多维数组作为参数传递

通过与传递一维数组相同的方式，向方法传递初始化的多维数组。下列代码演示了 Print 方法的部分声明（该方法接受将二维数组作为其参数）。可在同一步骤中初始化并传递新数组，如下例所示。在下列示例中，初始化一个整数的二维数组，并将其传递至 Print2DArray 方法。该方法将显示数组的元素。

static void Print2DArray(int[,] arr) { // Display the array elements. for (int i = 0; i < arr.GetLength(0); i++) { for (int j = 0; j < arr.GetLength(1); j++) { System.Console.WriteLine("Element({0},{1})={2}", i, j, arr[i, j]); } } } static void ExampleUsage() { // Pass the array as an argument. Print2DArray(new int[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } }); } /* Output: Element(0,0)=1 Element(0,1)=2 Element(1,0)=3 Element(1,1)=4 Element(2,0)=5 Element(2,1)=6 Element(3,0)=7 Element(3,1)=8 */ 交错数组

交错数组是一个数组，其元素是数组，大小可能不同。交错数组有时称为“数组的数组”。其元素是引用类型，初始化为null。以下示例说明如何声明、初始化和访问交错数组。第一个示例jaggedArray在一个语句中声明。每个包含的数组在后续语句中创建。第二个示例jaggedArray2在一个语句中声明和初始化。可以混合使用交错数组和多维数组。最终示例jaggedArray3是一维交错数组声明和初始化，包含大小不同的三个二维数组元素。

int[][] jaggedArray = new int[3][]; jaggedArray[0] = [1, 3, 5, 7, 9]; jaggedArray[1] = [0, 2, 4, 6]; jaggedArray[2] = [11, 22]; int[][] jaggedArray2 = [ [1, 3, 5, 7, 9], [0, 2, 4, 6], [11, 22] ]; // Assign 77 to the second element ([1]) of the first array ([0]): jaggedArray2[0][1] = 77; // Assign 88 to the second element ([1]) of the third array ([2]): jaggedArray2[2][1] = 88; int[][,] jaggedArray3 = [ new int[,] { {1,3}, {5,7} }, new int[,] { {0,2}, {4,6}, {8,10} }, new int[,] { {11,22}, {99,88}, {0,9} } ]; Console.Write("{0}", jaggedArray3[0][1, 0]); Console.WriteLine(jaggedArray3.Length);

必须先初始化交错数组的元素，然后才能使用它们。每个元素本身都是数组。还可以使用初始值设定项填充数组元素的值。使用初始值设定项时，无需数组大小。

本例生成一个数组，该数组的元素为数组自身。每一个数组元素都有不同的大小。

// Declare the array of two elements. int[][] arr = new int[2][]; // Initialize the elements. arr[0] = [1, 3, 5, 7, 9]; arr[1] = [2, 4, 6, 8]; // Display the array elements. for (int i = 0; i < arr.Length; i++) { System.Console.Write("Element({0}): ", i); for (int j = 0; j < arr[i].Length; j++) { System.Console.Write("{0}{1}", arr[i][j], j == (arr[i].Length - 1) ? "" : " "); } System.Console.WriteLine(); } /* Output: Element(0): 1 3 5 7 9 Element(1): 2 4 6 8 */ 隐式类型的数组

可以创建隐式类型化的数组，其中数组实例的类型通过数组初始值设定项中指定的元素来推断。针对隐式类型化变量的任何规则也适用于隐式类型化数组。有关详细信息，请参阅隐式类型局部变量。

下列示例演示了如何创建隐式类型化数组：

int[] a = new[] { 1, 10, 100, 1000 }; // int[] // Accessing array Console.WriteLine("First element: " + a[0]); Console.WriteLine("Second element: " + a[1]); Console.WriteLine("Third element: " + a[2]); Console.WriteLine("Fourth element: " + a[3]); /* Outputs First element: 1 Second element: 10 Third element: 100 Fourth element: 1000 */ var b = new[] { "hello", null, "world" }; // string[] // Accessing elements of an array using 'string.Join' method Console.WriteLine(string.Join(" ", b)); /* Output hello world */ // single-dimension jagged array int[][] c = [ [1,2,3,4], [5,6,7,8] ]; // Looping through the outer array for (int k = 0; k < c.Length; k++) { // Looping through each inner array for (int j = 0; j < c[k].Length; j++) { // Accessing each element and printing it to the console Console.WriteLine($"Element at c[{k}][{j}] is: {c[k][j]}"); } } /* Outputs Element at c[0][0] is: 1 Element at c[0][1] is: 2 Element at c[0][2] is: 3 Element at c[0][3] is: 4 Element at c[1][0] is: 5 Element at c[1][1] is: 6 Element at c[1][2] is: 7 Element at c[1][3] is: 8 */ // jagged array of strings string[][] d = [ ["Luca", "Mads", "Luke", "Dinesh"], ["Karen", "Suma", "Frances"] ]; // Looping through the outer array int i = 0; foreach (var subArray in d) { // Looping through each inner array int j = 0; foreach (var element in subArray) { // Accessing each element and printing it to the console Console.WriteLine($"Element at d[{i}][{j}] is: {element}"); j++; } i++; } /* Outputs Element at d[0][0] is: Luca Element at d[0][1] is: Mads Element at d[0][2] is: Luke Element at d[0][3] is: Dinesh Element at d[1][0] is: Karen Element at d[1][1] is: Suma Element at d[1][2] is: Frances */

在上个示例中，请注意对于隐式类型化数组，初始化语句的左侧没有使用方括号。此外，和一维数组一样，通过使用new []来初始化交错数组。

创建包含数组的匿名类型时，必须在类型的对象初始值设定项中隐式类型化数组。在下列示例中，contacts是匿名类型的隐式类型化数组，每个类型都包含名为PhoneNumbers的数组。不在对象初始值设定项中使用var关键字。

var contacts = new[] { new { Name = "Eugene Zabokritski", PhoneNumbers = new[] { "206-555-0108", "425-555-0001" } }, new { Name = "Hanying Feng", PhoneNumbers = new[] { "650-555-0199" } } };

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