《Visual C# 最佳实践》第三章 数组结构 (一)：数组

本章的学习重点：

　　◆    数组概念
　　◆    二维数组
　　◆    数组初始化
　　◆    注意事项

3.1数组

　　首先，将介绍几个概念来帮助我们理解数组的概念。数组是一种具有相同类型的变量的集合，例如一组整数、一组字符等。组成数组的这些变量被称为数组的元素，元素的个数也称为数组的长度、数组的容量，容量一旦创建了，便固定了，这时，数组的元素个数也就不能增加或减少了。
　　每个数组元素都有一个编号，这个编号叫做下标，这个下标也称为索引，一个有n个元素的数组，其索引是从0~n-1为止。索引以及容量是数组的特性，在数组创建的时候便固定了，当利用索引操作时，不可以超出定义的容量，以免发生数组索引超出界限的错误。

3.1.1数组概念

　　数组是相同类型的对象的集合。由于数组几乎可以为任意长度，因此可以使用数组存储数千乃至数百万个对象，但必须在创建数组时就确定其大小。数组中的每项都按索引进行访问，索引是一个数字，指示对象在数组中的存储位置或槽。数组既可用于存储引用类型，也可用于存储值类型。下面向大家介绍各种常用数组。
　　数组是一个经过索引的对象集合，一维数组以线性方式存储固定数目的项。声明如下：
　　type[] arrayName;
　　一般会同时初始化数组中的元素，如下所示：
　　int[] array = new int[5];
　　定义数组的时候，可以预先指定数组元素的个数，在“[]”中定义数组的元素个数，这里我们把元素个数定义为5。元素个数可以通过数组名的“Length”属性获得。而在使用数组的时候，可以在“[]”中加入下标来取得对应的数组元素。数值数组元素的默认值为零，引用元素的默认值为 null，但我们可以在创建数组的过程中初始化值，如下所示：
　　int[] array1 = new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 };
　　或者甚至这样来初始化：
　　int[] array2 = {1, 3, 5, 7, 9};
　　数组的索引从零开始，因此数组中的第一个元素的索引为0，下面我们来看一个范例：
　　1 using System;
　　2 namespace Microsoft.Example
　　3 {
　　4     class TestArray
　　5     {
　　6         static void Main(string[] args)
　　7         {
　　8             string[] days = { "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thr", "Fri", "Sat" };        //定义一个数组
　　9             System.Console.WriteLine(days[0]);        //输出索引为0的值
　　10         }
　　11     }
　　12 }
　　上述代码中，第8行定义了一个数组，同时还使用数据初始化了这个数组。我们前面说过，数组初始化的时候，它的索引是从零开始的，所有，要想读取索引为零的数据，就得使用第9行的代码，使用[0]来定位数据的位置。
　　输出结果：Sun
　　另一细节是，foreach 语句通常用来访问数组中存储的每个元素，如下所示：
　　int[] numbers = { 4, 5, 6, 1, 2, 3, -2, -1, 0 };
　　foreach (int i in numbers)
　　{
    　　System.Console.Write("{0} ", i);
　　}
　　输出结果：4 5 6 1 2 3 -2 -1 0
　　注意，数组的大小不是其类型的一部分，而在 C 语言中它却是数组类型的一部分。这使我们可以声明一个数组并向它分配任意数组，而不管数组长度如何，如下所示：
　　int[] numbers;                //定义一个可以任意大小的int数组
　　numbers = new int[10];        //numbers是一个有10个元素的数组
　　numbers = new int[20];        //现在，number是一个有20个元素的数组

3.1.2二维数组

　　生活中，很多事情没有办法使用一维数组来实现。比如一个方队的队伍，包含有很多排，每一排又有很多人。一维数组只能表示一个纵队，无法容纳我们一个方队的队伍。为了解决这个问题，我们可以使用C#言语中的多维数组。多维数组的一种变体是交错数组，即由数组组成的数组。从概念上来说，两维数组类似于网格，三维数组则类似于立方体。本文我们重点向大家介绍二维数组：
　　我们可以这样来定义一个二维数组，如下所示：
　　int[,] array2D = new int[2,3];
　　上述定义中，我们声明了一个变量名为array2D的二维数组，同时还声明了它的容量，可以容纳2行的队伍，每行队伍可以站3个人。
　　我们也可以在创建数组的过程中初始化值，如下所示：
　　int[,] array2D2 = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} };
　　在开发过程中，我们经常需要读取数组中的值，下面我们来看一个范例：
　　01    using System;
　　02    namespace Microsoft.Example
　　03    {
　　04        class TestReadArray
　　05        {
　　06            static void Main(string[] args)
　　07            {
　　08                int[,] array2D = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };        //定义一个二维数组
　　09                for (int i = 0; i < 2; i++)                        //遍历每一行
　　10                {
　　11                    for (int j = 0; j < 3; j++)                    //遍历每一列
　　12                    {
　　13                        System.Console.Write(array2D[i, j]);    //读取二维数组中的元素
　　14                    }
　　15                    System.Console.WriteLine();
　　16                }
　　17            }
　　18        }
　　19    }
　　上述代码中，第8行定义了一个二维数组array2D，并进行了初始化。然后，我们使用for循环来遍历数组里面的元素。这里我们需要使用两个循环，第一个循环用来遍历行数，第二个循环用来遍历一行中的列数。最后根据索引输出数组元素的值。
　　最后的结果是：
　　123
　　456
　　同样，修改数组一样方便，如下所示：
　　for (int i=0; i<2; i++)
　　{
    　　for (int j=0; j<3; j++)
    　　{
        　　array2D[i,j] = (i + 1) * (j + 1);        //修改二维数组中的元素
   　　 }
　　}

3.1.3数组初始化

　　使用C# 数组时，大家经常会遇到C# 数组初始化问题，搞不清楚各种初始化操作，这里将介绍C#数组初始化问题的解决方法。
　　1、int[] intArray = new int[3]{2, 3, 4} 的花括号被称为数组初始化器，数组初始化器只能在声明数组变量时使用，不能在声明数组之后使用C# 数组初始化，还可以不指定数组的大小 int[] intArray = new int[]{2, 3, 4} 编译器会自动计算，使用C#编译器还有一种更简化的形式 int[] intArray = {2, 3, 4}；
　　2、用括号声明的数组，其实在后台使用C# 语法，创建一个派生于基础Array的新类。这样，就可以使用Array类为每个C# 数组定义的方法和属性。例如：Length属性，还可以使用foreach语句迭代数组，其实这是使用了Array类中的GetEnumerator()方法，或者说在Array类中实现了枚举器。
　　3、Array类是一个抽象类，不能使用构造函数来创建数组，除了可以使用C# 语法创建数组实例外，还可以使用它的CreateInstance()静态方法创建数组，如果事先不知道元素类型，或者想创建索引不基于0的数组，就可以使用静态方法。
　　4、数组是引用类型，所以将一个数组赋予另一个数组变量，就会得到两个指向同一个数组的变量。而复制数组实现ICloneable接口。这个接口定义的Clone()方法会创建一个数组的浅副本，也就是说，如果数组元素是值类型，就会复制所有的值，如果数组包含的是引用类型，则不复制元素本身，而只是复制引用。如果需要包含引用类型的数组的深副本，就必须迭代数组，创建新对象。
　　5、Array类实现了对数组中元素的冒泡排序。Sort()方法需要数组中的元素实现IComparable接口。简单类型，如String和Int32实现了IComparable接口（升序），调用语法为Array.Sort()。

3.1.4注意事项

　　C#数组的工作方式与大多数其他流行语言中的工作方式类似，但还有一些差异应引起注意。声明数组时，方括号 ([]) 必须跟在类型后面，而不是标识符后面。在 C# 中，将方括号放在标识符后是不合法的语法。
　　int[] table;    //合法
　　int table[];    //不合法
　　数组上的操作一般有：
　　取值操作：给定一组下标，读其对应的数据元素；
　　赋值操作：给定一组下标，存储或修改与其对应的数据元素；
　　清空操作：将数组中的所有数据元素清除；
　　复制操作：将一个数组的数据元素赋给另外一个数组；
　　排序操作：对数组中的数据元素进行排序，这要求数组中的数据元素是可排序的；
　　反转操作：反转数组中数据元素的顺序。