【读书笔记】C#高级编程 第六章 数组

（一）同一类型和不同类型的多个对象

如果需要使用同一类型的多个对象，就可以使用数组或集合（后面章讲）。

如果需要使用不同类型的多个对象，可以使用Tuple（元组）类型。

（二）简单数组

如果需要使用同一类型的多个对象，可以使用数组。数组是一种结构，它可以包含同一类型的多个元素。

1、数组的声明

在声明数组时，应先定义数组总元素的类型，其后是一堆空方括号和一个变量名。

例子：

以下代码声明了一个包含整形类型的数组

int[] intArray;

 

2、数组的初始化

声明了数组后，就必须为数组分配内存，以保存数组的所有元素。数组是引用类型，所以需要分配的是堆上的内存。为此，应使用new关键字，指定数组中元素的类型和数量来初始化数组的变量。

例子：

intArray = new int[10];

除了以上方式初始化，还有如下方式：

int[] intArray = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };

int[] intArray = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };

int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };

 

3、访问数组元素

在声明和初始化数组后，就可以使用索引器访问其中的元素了。数组只支持有整型参数的索引器。

通过索引器传递元素编号，就可以访问数组。索引器总是以0开头，表示第一个元素。可以传递给索引器的最大值是元素个数减1，因为索引从0开始。

int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0 };

int x = intArray[6];//7

int y = intArray[9];//0

还可以使用for循环访问：

for (int i = 0; i < intArray.Length; i++)

{

    Console.WriteLine(intArray[i]);

}

除了for循环还可以用foreach循环：

foreach (var item in intArray)

{

    Console.WriteLine(item);

}

4、使用引用类型

除了能声明预定义类型的数组，还可以声明自定义类型的数组。

Person[] personArray = new Person[3];

初始化后可以使用索引器为元素赋值：

personArray[0] = new Person();

personArray[1] = new Person();

personArray[2] = new Person();

（三）多维数组

一般数组（也称为一维数组）用一个整数来索引。多维数组用两个或多个整数来索引。

声明多维数组，需要在方括号中加上逗号。

例子：

声明二维数组

int[,] intTwoDim = new int[3, 3];

intTwoDim[0, 0] = 1;

intTwoDim[0, 1] = 2;

intTwoDim[0, 2] = 3;

intTwoDim[1, 0] = 4;

intTwoDim[1, 1] = 5;

intTwoDim[1, 2] = 6;

intTwoDim[2, 0] = 7;

intTwoDim[2, 1] = 8;

intTwoDim[2, 2] = 9;

例子：

声明三维数组

int[,,] intTwoDim = new int[2, 2, 2];

intTwoDim[0, 0, 1] = 1;

intTwoDim[0, 0, 2] = 2;

intTwoDim[0, 1, 1] = 3;

intTwoDim[0, 1, 2] = 4;

intTwoDim[0, 2, 1] = 5;

intTwoDim[0, 2, 2] = 6;

intTwoDim[1, 0, 1] = 7;

intTwoDim[1, 0, 2] = 8;

intTwoDim[1, 1, 1] = 9;

intTwoDim[1, 1, 2] = 10;

intTwoDim[1, 2, 1] = 11;

intTwoDim[1, 2, 2] = 12;

intTwoDim[2, 0, 1] = 13;

intTwoDim[2, 0, 2] = 14;

intTwoDim[2, 1, 1] = 15;

intTwoDim[2, 1, 2] = 16;

intTwoDim[2, 2, 1] = 17;

intTwoDim[2, 2, 2] = 18;

需要注意的是，声明数组后，就不能修改其阶数来了，并且数组使用初始化时，必须初始化数组的每个元素，不能遗任何元素。

（四）锯齿数组

多维数组的大小对应一个矩形，而锯齿数组的大小设置就比较灵活，在锯齿数组中，每一行都可以有不同的大小。

在声明锯齿数组时，要一次放置左右括号。在初始化锯齿数组时，只在第一对方括号中设置该数组包含的行数。定义各行中元素个数的第2个方括号设置为空，因为这类数组的每行包含的个数可能不同，需要用索引器进行赋值。

例子：

int[][] intJagged = new int[2][];

intJagged[0] = new int[1] { 1 };

intJagged[1] = new int[5] { 1, 2, 3, 4, 5 };

intJagged[2] = new int[2] { 1, 2 };

 

（五）Array类

用方括号声明数组其实是C#中使用Array类的表示法。

1、创建数组

Array类是一个抽象类，所以不能使用构造函数来创建数组。但除了可以使用C#语法创建数组实例外，还可以使用静态方法CreateInstance()创建数组。

例子：

Array intArray = Array.CreateInstance(typeof(int), 2);//创建数组

intArray.SetValue(1, 0);//使用setvalue赋值

intArray.SetValue(2, 1);

int[] intNewArray = (int[])intArray;//可以转化为int[]形式

 

2、复制数组

因为数组是引用类型，所以将一个数组变量赋予另一个数组变量，就会得到两个引用同一个数组的变量。复制数组可以使用Clone()方法或Copy()方法，它们的区别是Clone()方法会创建一个新的数组，而Copy()方法必须传递阶数相同且有足够元素的已有数组，但它们都是浅表复制。

如果需要包含引用类型的数组的深层副本，就必须迭代数组并创建新对象。

3、排序

Array类使用QuickSort算法对数组中的元素进行排序。Sort方法需要数组的元素实现IComparable接口，因为简单类型（string,int）实现了该接口所以可以排序。但自定义类型需要实现IComparable接口才能进行排序。

例子：

int[] intArray = { 21,3291,12,392,39,92,193};

Array.Sort(intArray);

foreach (var item in intArray)

{

    Console.WriteLine(item);

}

运行以上代码，结果如下：

 

 

（六）数组作为参数

数组可以作为参数传递给方法，也可以从方法中返回。

例子：

public static int[] ArraySort(int[] array)

{

    Array.Sort(array);

    return array;

}

1、数组协变

数组支持协变。这表示数组可以声明为基类，其派生类型的元素可以赋予数组元素。但数组协变只能用于引用类型，不能用于值类型。另外数组协变传入的参数如果不能满足方法内的条件，也只能在运行时通过抛出异常来解决。

2、ArraySegment<T>

结构ArraySegment<T>表示数组的一段，其包含关于数组段的偏移量和元素个数信息。

例子：

int[] intArray = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 };

var intArraySegment = new ArraySegment<int>(intArray, 2, 2);

foreach (var item in intArraySegment)

{

    Console.WriteLine(item);

}

运行以上代码，结果如下：

 

需要注意的是，数组段不复制原数组的元素。

（七）枚举

1、IEnumerator接口

foreach语句使用IEnumerator接口的方法和属性，迭代集合中的所有元素。

泛型版本的IEnumerator<T>接口派生自IDisposable，因此定义了Dispose()方法，来清理枚举器占用的资源。

2、foreach语句

C#编译器会把foreach语句转化为IEnumerable接口的方法和属性。

例子：

foreach (var item in intArray)

{

    Console.WriteLine(item);

}

编译器会对foreach语句进行解析：

IEnumerator<int> enumerator = intArray.GetEnumerator();

while (enumerator.MoveNext())

{

    int i = enumerator.Current();

    Console.WriteLine(i);

}

3、yield语句

C#2.0添加了yield语句，以便于创建枚举器。yield return语句返回集合的一个元素，并移动到下一个元素上。yield break可停止迭代。

例子：

首先定义一个返回类型为IEnumertor<T>的GetEnumertor的方法

public class PersonCollection

{

    public IEnumerator<string> GetEnumerator()

    {

        yield return "张三";

        yield return "李四";

        yield return "王麻子";

        yield return "赵六";

    }

}

然后就可以使用foreach语句迭代集合了

PersonCollection personCollection = new PersonCollection();

foreach (var item in personCollection)

{

    Console.WriteLine(item);

}

运行以上代码，结果如下：

 

yield语句会生成一个枚举器，而不仅仅生成一个包含的项的列表。这个枚举器通过foreach语句调用。从foreach中依次访问每一项时，就会访问枚举器。这样就可以迭代大量的数据，而无需一次把所有的数据都读入内存中。

（八）元组

数组合并了相同类型的对象，元组合并了不同类型的对象。.NET Framework定义了8个泛型Tuple类和一个静态Tuple类，它们用作元组的工厂。元组用静态Tuple类的静态Create()方法创建。

var result = Tuple.Create<int, int>(1, 2);//创建2个参数的元组

var result1 = Tuple.Create<int, int, int, int, int, int, int, Tuple<int, int, int>>(1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, Tuple.Create<int, int, int>(8, 9, 0));//创建10个（7个以上）参数的元组

var result_item = result.Item1;

var result1_item10 = result1.Rest.Item1.Item3;//访问2个参数元组的第一个参数

 

（九）结构比较

数组和元组都实现接口IStructuralEquatable和IStructuralComparable。这两个接口都是.NET 4新增的，不仅可以比较引用，还可以比较内容。这些接口都是显示实现的，所以在使用时需要把数组和元组强制转换为这个接口。IStructuralEquatable接口用于比较两个元组或数组是否有相同的内容，IStructuralComparable接口用于给元组或数组排序。

（十）小结

本章介绍了创建和使用简单数组、多维数组和锯齿数组的C#表示法。C#数组在后台使用Array类，这样就可以用数组变量调用这个类的属性和方法。

探讨了如何使用IComparable和IComparaer接口给数组中的元素排序，描述了如何使用和创建枚举器、IEnumerable和IEnumerator接口，以及yield语句。

最后介绍了如何在数组中组织相同类型的对象，在元组中组织不同类型的对象。