C# 中的数组类型、多维数组和数组操作

1. 什么是数组？

• 定义：
  数组是存储固定大小的相同类型元素的集合。
• 特性：类型一致性：所有元素必须是相同的数据类型。固定大小：数组的大小在创建后不能更改。索引访问：通过索引访问元素，从 0 开始。

2. 声明和初始化数组

1. 声明数组：
2. // 声明一个整数数组（大小未指定） int[] numbers; // 声明并初始化 int[] numbers = new int[5]; // 大小为5，默认值为0
3. 初始化数组：
4. 使用直接赋值：int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
5. 使用 new：int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

3. 多维数组

1. 二维数组：
2. 定义和初始化：
3. int[,] matrix = new int[2, 3]; // 2 行 3 列 int[,] predefinedMatrix = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };
4. 访问元素：
5. Console.WriteLine(matrix[0, 1]); // 第一行第二列元素
6. 三维及多维数组：
7. 定义：int[,,] threeDimArray = new int[2, 3, 4]; // 三维数组
8. 特点：
9. 多维数组的元素通过多个索引访问，形状固定。
10. 适合矩阵、立体数据存储。

4. 锯齿数组（Jagged Array）

1. 定义：
2. 锯齿数组是数组的数组，其中每个子数组可以具有不同的长度。
3. 声明和初始化：
4. int[][] jaggedArray = new int[3][]; // 定义一个包含三个数组的数组 jaggedArray[0] = new int[] { 1, 2, 3 }; jaggedArray[1] = new int[] { 4, 5 }; jaggedArray[2] = new int[] { 6 };
5. 访问元素：
6. Console.WriteLine(jaggedArray[1][0]); // 第二个数组的第一个元素
7. 适用场景：
8. 数据大小不均匀，例如学生成绩（不同学生有不同科目）。

5. 数组的常见操作

1. 访问和修改元素：
2. int[] numbers = { 10, 20, 30 }; Console.WriteLine(numbers[1]); // 访问索引为1的元素 numbers[1] = 25; // 修改索引为1的元素
3. 遍历数组：
4. 使用 for 循环：for (int i = 0; i < numbers.Length; i++) { Console.WriteLine(numbers[i]); }
5. 使用 foreach 循环：foreach (int number in numbers) { Console.WriteLine(number); }
6. 数组排序：
7. Array.Sort(numbers); // 升序排序 Array.Reverse(numbers); // 降序排列
8. 查找元素：
9. int index = Array.IndexOf(numbers, 30); // 查找值为30的索引
10. 复制数组：
11. 使用 Array.Copy：int[] destination = new int[5]; Array.Copy(numbers, destination, numbers.Length);
12. 使用 Clone：int[] clonedArray = (int[])numbers.Clone();
13. 动态调整大小：
14. Array.Resize(ref numbers, 10); // 调整大小到10

6. 数组的优缺点

• 优点：
• 高效的索引访问。
• 固定大小，内存连续分配，访问速度快。
• 缺点：
• 固定大小限制了动态需求。
• 插入和删除操作效率低。

7. 数组与集合的区别

8. 示例代码：多维数组操作

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 定义二维数组
        int[,] matrix = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };

        // 遍历二维数组
        for (int i = 0; i < matrix.GetLength(0); i++) // 遍历行
        {
            for (int j = 0; j < matrix.GetLength(1); j++) // 遍历列
            {
                Console.Write(matrix[i, j] + " ");
            }
            Console.WriteLine();
        }

        // 访问特定元素
        Console.WriteLine("元素 [1,2] 是: " + matrix[1, 2]);
    }
}

9. 总结

1. 数组类型：
2. 包括一维数组、多维数组（矩阵）、和锯齿数组（不规则数据结构）。
3. 操作灵活性：
4. 提供了丰富的操作方法，如排序、查找、复制等。
5. 选择场景：
6. 数组适合处理固定大小、类型一致的结构化数据。
7. 如果需要动态大小、复杂数据结构，推荐使用集合（如 List、Dictionary）。

数组是 C# 中基本而重要的存储结构，理解其特性和操作有助于高效编写代码。