练习 - 从方法返回数组

  • 10 分钟

在开发应用程序时，你经常需要生成和修改数据集。 方法可用于对数据执行操作，它们是用于自行生成数据集的特别强大的工具。 开发用于创建表示数据集的数组的方法有助于使代码可重用、保持井井有条和简化。 在本练习中，你将练习从方法返回数组。

查找硬币进行找零

假设你有一些不同面值的硬币。 你的任务是找到总和等于目标值的两个硬币。 在本练习中，可用的硬币用整数数组表示。 你需要在新数组中返回两个硬币的索引。 让我们开始吧！

  1. 在 Visual Studio Code 编辑器中，删除前面练习中的任何现有代码。

  2. 在 Visual Studio Code 编辑器中输入以下代码：

    int[] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    return  new int[0];
}

    在没有找到两个硬币的情况下，方法将返回一个空数组。 花点时间来考虑返回结果的语法。 虽然可以创建一个变量来存储新的 int[] 数组并返回该变量，但 return 语句使你能够同时创建和返回值。

  3. 可以通过多种方法解决此问题。 花点时间来考虑如何在一个数组中搜索两个总和等于给定值的数。

    在本练习中，将使用以下方法：

    1. 从数组中选择一个数
    2. 每次检查一个剩余的数字，看看它们加起来是否等于目标值
    3. 找到匹配项后立即返回结果

  4. 要检查数组中的每个数字，请使用以下代码更新 TwoCoins 方法：

    int[] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    for (int curr = 0; curr < coins.Length; curr++) 
    {
        for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
        {

        }
    }

    return  new int[0];
}

    这里，curr 代表一个固定的硬币索引，next 代表后续的硬币索引。 你将尝试将每个 next 硬币与固定的 curr 硬币相加，看看它们是否等于目标值。

  5. 接下来，添加逻辑以检查两个硬币之和是否等于目标值。 为此，请使用以下代码更新之前的 for 循环：

    for (int curr = 0; curr < coins.Length; curr++) 
{
    for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
    {
        if (coins[curr] + coins[next] == target) 
        {
            return new int[]{curr, next};
        }

    }
}

    在此代码中，你将检查数组中 curr 和 next 处的值之和是否等于目标值。 如果总和相等，你将创建一个数组来存储这些索引并返回它。 如果不相等，则可以忽略它们并继续检查。

测试解决方案

在此步骤中，你将测试代码以确保其正常运行。 首先，你将初始化一些变量来存储输入数据，然后调用该方法并打印结果。

  1. 在 TwoCoins 方法签名上方创建一个新的空白代码行。 然后输入以下代码：

    int target = 60;
int[] coins = new int[] {5, 5, 50, 25, 25, 10, 5};
int[] result = TwoCoins(coins, target);

    回想一下，如果未找到零钱，TwoCoins 方法将返回一个空数组。 在尝试打印 result 数组之前，需要检查数组大小。

  2. 输入新的空白代码行。 然后输入以下代码：

    if (result.Length == 0) 
{
    Console.WriteLine("No two coins make change");
} 
else 
{
    Console.WriteLine($"Change found at positions {result[0]} and {result[1]}");
}

  3. 如有必要，打开 Visual Studio Code 的集成终端面板。

  4. 在终端命令提示符处，输入 dotnet run。 将输出与以下内容进行比较：

    Change found at positions 2 and 5

    如果代码显示意外结果，则需要查看代码以查找错误并进行更新。 再次运行代码以查看是否已解决问题。 继续更新并运行代码，直到代码生成预期结果。

找到多对用于找零的硬币

在此步骤中，你将扩展 TwoCoins 方法以查找总和等于目标值的更多硬币对。 在本练习中，最多可以找到五对。 这意味着返回类型将是 2D 数组而不是 1D 数组，你需要修改代码返回结果的方式。 让我们开始吧！

  1. 将方法签名中的返回类型从 int[] 更改为 int[,]，方法是将代码更新为以下内容：

    int[,] TwoCoins(int[] coins, int target)

    接下来，你将创建一个 int[,] 数组来存储和返回结果，并创建一个计数器变量来跟踪添加到该数组的硬币对的数量。

  2. 使用以下代码更新 TwoCoins 方法：

    int[,] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    int[,] result = {{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1}};
    int count = 0;

    请注意，你将结果数组元素初始化了为 -1。 这对你在以后想要打印找到的硬币对时起到帮助作用。

    接下来，你将使用 result 数组存储找到的每个硬币对，而不是返回第一个匹配项。

  3. 使用以下代码更新 TwoCoins 方法：

    int[,] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    int[,] result = {{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1}};
    int count = 0;

    for (int curr = 0; curr < coins.Length; curr++) 
    {
        for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
        {
            if (coins[curr] + coins[next] == target) 
            {
                result[count, 0] = curr;
                result[count, 1] = next;
                count++;
            }

        }
    }

    请注意，每次将一硬币对添加到数组时，count 都会递增。 如果找到超过五对，这可能会导致索引超出界限的错误。 为防止此错误，可以添加代码来检查 count 的值并返回填充 result 数组的结果。

  4. 使用以下代码更新 TwoCoins 方法中的逻辑：

    for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
{
    if (coins[curr] + coins[next] == target) 
    {
        result[count, 0] = curr;
        result[count, 1] = next;
        count++;
    }
    if (count == result.GetLength(0)) 
    {
        return result;
    }
}

    最后，如果根本没有找到匹配项，或者找到的匹配项少于五个，你需要更新最终的返回语句以返回正确的结果。

  5. 导航到 return 方法中的 TwoCoins 语句。 修改 return 语句以匹配以下代码：

    if (count == 0) 
{
    return new int[0,0];
}
return result;

    还可以使用三元运算符缩短此返回代码，如下所示：

    return (count == 0) ? new int[0,0] : result;

    重要

    return 关键字的灵活性使你能够返回表达式的值，前提是结果与方法的指定返回类型匹配。

  6. 此时，TwoCoins 方法应匹配以下代码：

    int[,] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    int[,] result = {{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1}};
    int count = 0;

    for (int curr = 0; curr < coins.Length; curr++) 
    {
        for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
        {
            if (coins[curr] + coins[next] == target) 
            {
                result[count, 0] = curr;
                result[count, 1] = next;
                count++;
            }
            if (count == result.GetLength(0)) 
            {
                return result;
            }
        }
    }
    return (count == 0) ? new int[0,0] : result;
}

捕获新的返回数组

你的方法正返回一个 2D 数组，可以更新代码以检索和打印结果了。 由于结果数组元素被初始化为 -1，因此，可以添加检查以打印所有硬币对，直到找到 -1 值为止。

  1. 导航到定义 target 变量的程序的开头。 按如下所示修改代码：

    int target = 30;
int[] coins = new int[] {5, 5, 50, 25, 25, 10, 5};
int[,] result = TwoCoins(coins, target);

    接下来，将更新对 Console.WriteLine 的调用以正确打印 result 值。

  2. 导航到 Console.WriteLine 调用。 更新代码以匹配以下内容：

    if (result.Length == 0) 
{
    Console.WriteLine("No two coins make change");
} 
else 
{
    Console.WriteLine("Change found at positions:");
    for (int i = 0; i < result.GetLength(0); i++) 
    {
        if (result[i,0] == -1) 
        {
            break;
        }
        Console.WriteLine($"{result[i,0]},{result[i,1]}");
    }
}

    在这里，可以按原样保留空数组的检查，并在 for 循环中打印 2D 数组的值。 找到 -1 值时，将跳出循环，因为没有下一对了。

检查你的工作

在此任务中，从集成终端运行应用程序，并验证代码是否正常工作。 现在就开始吧。

  1. 将代码与以下内容进行比较，确保其正确：

    int target = 30;
int[] coins = new int[] {5, 5, 50, 25, 25, 10, 5};
int[,] result = TwoCoins(coins, target);

if (result.Length == 0) 
{
    Console.WriteLine("No two coins make change");
} 
else 
{
    Console.WriteLine("Change found at positions:");
    for (int i = 0; i < result.GetLength(0); i++) 
    {
        if (result[i,0] == -1) 
        {
            break;
        }
        Console.WriteLine($"{result[i,0]},{result[i,1]}");
    }
}

int[,] TwoCoins(int[] coins, int target) 
{
    int[,] result = {{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1},{-1,-1}};
    int count = 0;

    for (int curr = 0; curr < coins.Length; curr++) 
    {
        for (int next = curr + 1; next < coins.Length; next++) 
        {    
            if (coins[curr] + coins[next] == target) 
            {
                result[count, 0] = curr;
                result[count, 1] = next;
                count++;
            }
            if (count == result.GetLength(0)) 
            {
                return result;
            }
        }
    }
    return (count == 0) ? new int[0,0] : result;
}

  2. 使用 Ctrl + S 或使用 Visual Studio Code 文件菜单保存工作。

  3. 如有必要，打开 Visual Studio Code 的集成终端面板。

    在“资源管理器”面板中，若要在 TestProject 文件夹位置打开终端，请右键单击“TestProject”，然后选择“在集成终端中打开”。

  4. 在终端命令提示符处，输入 dotnet run

  5. 验证代码是否生成以下输出：

    Change found at positions:
0,3
0,4
1,3
1,4
3,6

    如果代码显示不同的结果，则需要查看代码以查找错误并进行更新。 再次运行代码以查看是否已解决问题。 继续更新并运行代码，直到代码生成预期结果。

  6. 接下来，将 target 的值更新为 80 的值：

    int target = 80;

  7. 保存工作，然后在终端命令提示符下输入 dotnet run

  8. 要验证代码是否按预期工作，请将应用程序的输出与以下输出进行比较：

    No two coins make change

    如果代码显示不同的结果，则需要查看代码以查找错误并进行更新。 再次运行代码以查看是否已解决问题。 继续更新并运行代码，直到代码生成预期结果。