C#数组详解：从基础概念到高级用法

C#数组详解：从基础概念到高级用法

数组是C#编程中常用的数据结构，用于存储一组相同类型的元素。本文将详细介绍数组的基本概念、声明方式、初始化方法以及各种高级用法，包括多维数组和锯齿数组等。

数组是一个变量的索引列表，存储在数组类型的变量中。数组有一个基本类型，数组中的各个条目都是这种类型。数组的条目通常称为元素。第一个条目的索引是0，第二个条目的索引是1，以此类推。

1. 声明数组

数组的声明格式如下：

<baseType>[] <name>;

其中，<baseType>可以是任何变量类型，包括枚举和结构类型。数组必须在访问之前初始化，数组的初始化有两种方式：可以字面值形式指定数组的完整内容，也可以指定数组的大小，再使用关键字new初始化所有数组元素。

int[] myIntArray = { 21, 2, 354, 7, 99 };
int[] myIntArray = new int[5];

这里使用关键字new显式地初始化数组，用一个常量值定义其大小。这种方式会给所有数组元素赋予同一个默认值，对于数值类型来说，其默认值是0。

也可以使用非常量的变量来进行初始化，例如：

int[] myintArray = new int[arraySize];

如果使用变量定义其大小，该变量必须是一个常量，例如：

const int arraySize = 5;
int[] myintArray = new int[arraySize] { 21, 2, 354, 7, 99 };

如果省略了关键字const（常量），运行这段代码就会失败。与其他变量类型一样，并非必须在声明数组的代码行中初始化该数组。

2. foreach 循环

foreach循环可以使用一种简便的语法来定位数组中的每个元素：

foreach (<baseType> <name> in <array>)
{
    //can use <name> for each element
}

这个循环会迭代每一个元素，依次把每个元素放在变量 <name> 中，且不存在访问非法元素的风险。不需要考虑数组中有多少个元素，并可以确保将在循环中使用每一个元素。

foreach循环对数组内容进行只读访问，所以不能改变任何元素的值；for循环可以给数组元素赋值。

3. 使用 switch case 表达式进行模式匹配

可以基于变量的类型（如string或int数组）在 switch case 中进行模式匹配。因为变量的类型是已知的，所以可以访问该类型提供的方法和属性。

switch (<testVar>)
{
    case int value:
        <code to execute if <testVar> is an int>
        break;
    case string s when s.Length == 0:
        <code to execute if <testVar> is an string with a Length = 0>
        break;
    ...
    case null:
        <code to execute if <testVar> = null>
        break;
    default:
        <code to execute if <testVar> != comparisonVals>
        break;
}

case 关键词之后紧跟的是想要检查的变量类型（string、int等）。在case语句匹配时，该类型的值将保存到声明的变量中。例如，若<testVar>是一个integer类型的值，则该integer的值将存储在变量 value 中。接下来将when关键字修饰符应用到了switch case表达式。when关键字修饰符允许扩展或添加一些额外的条件，以执行case语句中的代码。

4. 多维数组

多维数组是使用多个索引访问其元素的数组。例如，假设要确定一座山相对于某个位置的高度，使用两个坐标X和Y来确定一个位置，把这个坐标用作索引，让数组hillHeight可以用每对坐标来存储高度，这就需要用到多维数组。

二维数组：<baseType>[,] <name>;

多维数组：<baseType>[,,,] <name>;

如果声明并初始化一个二维数组 hillHeight，其基本类型为 double，X大小是3，Y大小是4，则：

double[,] hillHeight = new double[3,4];

还可以使用字面值进行初始赋值：

double[,] hillHeight = { [ 1, 2, 3, 4], [ 2, 3, 4, 5], [ 3, 4, 5, 6] };

可以使用 foreach循环访问多维数组中的所有元素，方式与访问一维数组相同：

double[,] hillHeight = { [ 1, 2, 3, 4], [ 2, 3, 4, 5], [ 3, 4, 5, 6] };
foreach (double height in hillHeight)
{
    WriteLine($"(height)");
}

5. 数组的数组

数组中每一个元素都是另一个数组，也可以有数组的数组的数组，甚至更加复杂的数组。这些数组都必须是相同的数据类型。锯齿数组（jagged array），每行的元素个数不同。

声明数组的数组时，在声明中指定多个方括号对：

int[][] jaggedIntArray;

不能采用以下方式：

• jaggedIntArray = new int[3][4];
• jaggedIntArray = {{1,2,3}, {1}, {1,2} };

可以初始化包含其它数组的数组，然后依次初始化子数组：

jaggedIntArray = new int[2][];
jaggedIntArray[0] = new int[3];
jaggedIntArray[1] = new int[4];

也可以使用字面值赋值的改进形式：

jaggedIntArray = new int[3][] { new int[] {1,2,3}, new int[] {1}, new int[] {1,2} };

把数组的初始化和声明放在同一行上：

int[][] jaggedIntArray = { new int[] {1,2,3}, new int[] {1}, new int[] {1,2} };