Массивы

В структуре данных массива можно хранить несколько переменных одного типа. Чтобы объявить массив, следует указать тип его элементов. Если требуется, чтобы массив мог хранить элементы любого типа, можно указать object в качестве его типа. В унифицированной системе типов C# все типы, стандартные и определяемые пользователем, ссылочные типы и типы значений напрямую или косвенно наследуются из Object.

type[] arrayName;

Массив имеет следующие свойства:

  • Массив может быть одномерным, многомерным или многомерным.
  • Число измерений задается при объявлении переменной массива. Длина каждого измерения устанавливается при создании экземпляра массива. Эти значения нельзя изменить во время существования экземпляра.
  • Массив массивов является массивом массивов, и каждый массив элементов имеет значение nullпо умолчанию.
  • Массивы индексируются от нуля: массив с n элементами индексируется от 0 до n-1.
  • Элементы массива могут иметь любой тип, в том числе тип массива.
  • Типы массивов — это ссылочные типы, производные от абстрактного базового типа Array. Все массивы реализуют IList и IEnumerable. Для итерации по массиву можно использовать оператор foreach. Одномерные массивы также реализуют IList<T> и IEnumerable<T>.

Элементы массива можно инициализировать в известные значения при создании массива. Начиная с C# 12, все типы коллекций можно инициализировать с помощью выражения Collection. Элементы, которые не инициализированы, имеют значение по умолчанию. Значение по умолчанию — это 0-разрядный шаблон. Все ссылочные типы (включая типы, не допускающие значение NULL), имеют значения null. Все типы значений имеют 0-разрядные шаблоны. Это означает, Nullable<T>.HasValue что свойство имеет false значение, и Nullable<T>.Value свойство не определено. В реализации Value .NET свойство создает исключение.

В следующих примерах создаются одномерные массивы, многомерные массивы и массивы массивов:

// 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];

Одномерные массивы

Одномерный массив — это последовательность таких элементов. Доступ к элементу осуществляется через его индекс. Индекс — это порядковое положение в последовательности. Первый элемент в массиве находится в индексе 0. Для создания одномерного массива используется оператор new и указывается тип элементов массива и число элементов. В следующем примере объявляются и инициализируется одномерные массивы:

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
*/

Первое объявление объявляет неинициализированный массив из пяти целых чисел от array[0] до array[4]. Элементы массива инициализируются до значения по умолчанию для типа элемента. Для целых чисел это 0. Второе объявление объявляет массив строк и инициализирует все семь значений этого массива. Оператор foreach выполняет итерацию элементов массива weekday и выводит все значения. Для одномерных массивов оператор обрабатывает элементы в увеличении порядка индексов foreach , начиная с индекса 0 и заканчивая индексом Length - 1.

Передача одномерных массивов в качестве аргументов

Инициализированный одномерный массив можно передать в метод. В следующем примере массив строк инициализируется и передается в качестве аргумента в метод DisplayArray для строк. Этот метод отображает элементы массива. Затем метод ChangeArray размещает элементы массива в обратном порядке, а метод ChangeArrayElements изменяет первые три элемента массива. После возврата каждого метода метод DisplayArray показывает, что передача массива по значению не препятствует изменению элементов массива.

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

Многомерные массивы

Массивы могут иметь несколько измерений. Например, следующие объявления создают четыре массива: два имеют два измерения, два имеют три измерения. Первые два объявления объявляют длину каждого измерения, но не инициализировать значения массива. Во втором двух объявлениях используется инициализатор для задания значений каждого элемента в многомерном массиве.

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

Для многомерных массивов элементы пересекаются таким образом, что индексы самого правого измерения увеличиваются сначала, а затем следующее левое измерение и т. д. до самого левого индекса. В следующем примере перечисляется как 2D, так и трехмерный массив:

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

В массиве 2D можно считать левый индекс строкой и правым индексом в качестве столбца.

Однако с многомерными массивами, используя вложенный цикл, вы можете более контролировать порядок обработки элементов массива:

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
//

Передача многомерных массивов в качестве аргументов

Инициализированный многомерный массив можно передать в метод так же, как и одномерный массив. В следующем коде показано разделяемое объявление метода печати, который принимает в качестве аргумента двухмерный массив. Новый массив можно инициализировать и передать за один шаг, как показано в следующем примере. В следующем примере инициализируется двухмерный массив целых чисел, который передается в метод Print2DArray. Этот метод отображает элементы массива.

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
*/

Массивы массивов

Массив массивов — это массив, элементы которого являются массивами и могут быть различных размеров. Многообразный массив иногда называется массивом массивов. Его элементы являются ссылочными типами и инициализированы в null. В следующих примерах показано, как объявлять и инициализировать массивы массивов, а также получать доступ к ним. Первый пример объявляется jaggedArrayв одной инструкции. Каждый содержащийся массив создается в последующих инструкциях. Второй пример jaggedArray2 объявлен и инициализирован в одной инструкции. Массивы массивов и многомерные массивы можно смешивать. Последним примером jaggedArray3является объявление и инициализация одномерного массива, содержащего три двухмерных элемента массива разных размеров.

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);

Элементы массива должны быть инициализированы перед их использованием. Каждый из элементов является массивом. Кроме того, можно использовать инициализаторы для заполнения элементов массива значениями. При использовании инициализаторов не требуется размер массива.

В этом примере создается массив, элементы которого являются массивами. Все элементы массива имеют разный размер.

// 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
*/

Неявно типизированные массивы

Можно создать неявно типизированный массив, в котором тип экземпляра массива выводится из элементов, указанных в инициализаторе массива. Правила для любой неявно типизированной переменной также применяются к неявно типизированным массивам. Дополнительные сведения см. в разделе Неявно типизированные локальные переменные.

В следующих примерах показано, как создать неявно типизированный массив:

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
*/

В предыдущем примере обратите внимание, что с неявно типизированными массивами квадратные скобки не используются слева от инструкции инициализации. Кроме того, многомерные массивы инициализированы так new [] же, как и одномерные массивы.

При создании анонимного типа, содержащего массив, этот массив необходимо неявно типизировать в инициализаторе объекта типа. В следующем примере contacts представляет собой неявный типизированный массив анонимных типов, каждый из которых содержит массив с именем PhoneNumbers. Ключевое var слово не используется внутри инициализаторов объектов.

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