数组

项目
05/15/2024

可以将同一类型的多个变量存储在一个数组数据结构中。通过指定数组的元素类型来声明数组。如果希望数组存储任意类型的元素，可将其类型指定为 object。在 C# 的统一类型系统中，所有类型（预定义类型、用户定义类型、引用类型和值类型）都是直接或间接从 Object 继承的。

type[] arrayName;

数组具有以下属性：

数组可以是一维、多维或交错的。
声明数组变量时设置维度数。创建数组实例时，将建立每个维度的长度。这些值在实例的生存期内无法更改。
交错数组是数组数组，每个成员数组的默认值为null。
数组从零开始编制索引：包含 n 元素的数组从 0 索引到 n-1。
数组元素可以是任何类型，其中包括数组类型。
数组类型是从抽象的基类型 Array 派生的引用类型。所有数组都会实现IList和IEnumerable。可以使用 foreach 语句循环访问数组。单维数组还实现了 IList<T> 和 IEnumerable<T>。

创建数组时，可以将数组的元素初始化为已知值。从 C# 12 开始，可以使用集合表达式初始化所有集合类型。未初始化的元素设置为默认值。默认值为 0 位模式。所有引用类型（包括不可为 null的类型）都具有值null。所有值类型都有 0 位模式。这意味着Nullable<T>.HasValue属性为false且Nullable<T>.Value属性未定义。在 .NET 实现中，Value属性引发异常。

下面的示例创建一维数组、多维数组和交错数组：

// 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];

重要

本文中的许多示例使用集合表达式（使用方括号）来初始化数组。集合表达式最初在 C# 12 中引入，该版本随 .NET 8 发布。如果尚无法升级到 C# 12，请改用 { 和 } 初始化数组。

// Collection expressions:
int[] array = [1, 2, 3, 4, 5, 6];
// Alternative syntax:
int[] array2 = {1, 2, 3, 4, 5, 6};

一维数组

一维数组是一系列相似元素。可以通过其索引访问元素。索引是序列中的顺序位置。数组中的第一个元素位于索引0。使用 new 运算符创建一维数组，该运算符指定数组元素类型和元素数目。以下示例声明并初始化一维数组：

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
*/

第一个声明声明五个整数的未初始化数组，从array[0]到array[4]。数组元素将初始化为元素类型的默认值，0 代表整数。第二个声明声明字符串数组并初始化该数组的所有七个值。一系列 Console.WriteLine 语句打印 weekDay 数组的所有元素。对于一维数组，foreach语句以递增索引顺序处理元素（从索引 0 开始并以索引Length - 1结束）。

将一维数组作为参数传递

可将初始化的一维数组传递给方法。在下面的示例中，先初始化一个字符串数组，然后将其作为参数传递给字符串的 DisplayArray 方法。该方法将显示数组的元素。接下来，ChangeArray 方法会反转数组元素，然后由 ChangeArrayElements 方法修改该数组的前三个元素。每个方法返回后，DisplayArray 方法会显示按值传递数组不会阻止对数组元素的更改。

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

多维数组

数组可具有多个维度。例如，以下声明创建四个数组：两个具有两个维度，两个具有三个维度。前两个声明声明每个维度的长度，但不初始化数组的值。第二个声明使用初始值设定项设置多维数组中每个元素的值。

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

对于多维数组，遍历元素的方式为：首先递增最右边维度的索引，然后是它左边的一个维度，以此类推，向最左的索引遍历元素。以下示例枚举 2D 和 3D 数组：

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

在 2D 数组中，可以将左索引视为行，将右索引视为列。

但对于多维数组，使用嵌套的for循环可以更好地控制处理数组元素的顺序：

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
//

将多维数组作为参数传递

通过与传递一维数组相同的方式，向方法传递初始化的多维数组。下列代码演示了 Print 方法的部分声明（该方法接受将二维数组作为其参数）。可在同一步骤中初始化并传递新数组，如下例所示。在下列示例中，初始化一个整数的二维数组，并将其传递至 Print2DArray 方法。该方法将显示数组的元素。

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
*/

交错数组

交错数组是一个数组，其元素是数组，大小可能不同。交错数组有时称为“数组的数组”。其元素是引用类型，初始化为null。以下示例说明如何声明、初始化和访问交错数组。第一个示例jaggedArray在一个语句中声明。每个包含的数组在后续语句中创建。第二个示例jaggedArray2在一个语句中声明和初始化。可以混合使用交错数组和多维数组。最终示例jaggedArray3是一维交错数组声明和初始化，包含大小不同的三个二维数组元素。

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);

必须先初始化交错数组的元素，然后才能使用它们。每个元素本身都是数组。还可以使用初始值设定项填充数组元素的值。使用初始值设定项时，无需数组大小。

本例生成一个数组，该数组的元素为数组自身。每一个数组元素都有不同的大小。

// 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
*/

隐式类型的数组

可以创建隐式类型化的数组，其中数组实例的类型通过数组初始值设定项中指定的元素来推断。针对隐式类型化变量的任何规则也适用于隐式类型化数组。有关详细信息，请参阅隐式类型局部变量。

下列示例演示了如何创建隐式类型化数组：

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
*/

在上个示例中，请注意对于隐式类型化数组，初始化语句的左侧没有使用方括号。此外，和一维数组一样，通过使用new []来初始化交错数组。

创建包含数组的匿名类型时，必须在类型的对象初始值设定项中隐式类型化数组。在下列示例中，contacts是匿名类型的隐式类型化数组，每个类型都包含名为PhoneNumbers的数组。不在对象初始值设定项中使用var关键字。

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

通过

数组