C# 图解教程 第5版 —— 第13章 数组

13.1 数组

13.1.1 定义

• 元素：数组的独立数据项。
• 秩/维度：数组的维度数称作秩。
• 维度长度：每个维度方向的位置个数。
• 数组长度：所有维度中的元素总数。

13.1.2 重要细节

• 数组一旦创建就固定了。C# 不支持动态数组。
• 数组索引号从 0 开始。

13.2 数组的类型

​ C# 提供以下两种类型的数组：

1. 一维数组。

2. 多维数组。

   • 矩形数组。

     • 某个维度的所有子数组长度相同。
     • 仅使用一组方括号表示。

   • 交错数组。

     • 每个子数组都是独立的。
     • 可以有不同长度的子数组。
     • 每一个维度使用一个方括号表示。

图13.1 一维数组、矩形数组及交错数组

13.3 数组是对象

​ 数组是继承了 System.Array 类型的对象，具有 BCL 基类中很多有用的成员：

• Rank：属性，返回数组的维度。
• Length：属性，返回数组的长度。

图13.2 数组的结构

13.4 一维数组和矩形数组

声明一维数组或多维数组

​ 在类型和变量名称之间使用方括号声明数组，方括号内的逗号是秩说明符，指定了数组的维度数：秩 = 逗号数 + 1。

• 可以有任意多个秩说明符（逗号）。
• 不能在数组类型区域中放数组维度长度（维度长度不是类型的一部分）。
• 数组声明后，维度就固定了。而维度长度直到数组实例化时才决定。

图13.3 数组的声明

13.5 实例化一维数组或矩形数组

​ 使用 new 运算符实例化：

图13.4 声明和实例化数组

13.6 访问数组元素（*）

13.7 初始化数组

​ 数组被创建后，每个元素被自动初始化为类型的默认值。

• 整型：0。
• 浮点型：0.0。
• 布尔型：false。
• 引用类型：null。

13.7.1 显示初始化一维数组

​ 使用初始化列表进行初始化：

• 初始值以逗号分隔，封闭在大括号内。
• 不必输入维度长度，编译器可以进行推断。

图13.5 一维数组的显示初始化

13.7.2 显示初始化矩形数组

• 每个初始值向量必须封闭在大括号内。
• 每个维度必须嵌套并封闭在大括号内。
• 每个维度的初始化列表和组成部分也使用逗号分隔。

图13.6 初始化矩形数组

13.7.3 初始化矩形数组的语法点（*）

13.7.4 快捷语法

​ 可以省略语法的数组创建表达式部分，只提供初始化部分：

图13.7 声明、创建以及初始化数组的快捷语法

13.7.5 隐式类型数组

​ 由于智能的编译器，可以使用 var 关键字进一步简化声明隐式数组：

图13.8 使用 var 声明隐式类型数组

13.7.6 综合内容（*）

13.8 交错数组

13.8.1 声明交错数组

• 和矩形数组一样，数组类型声明部分不能包含维度长度。

图13.9 声明交错数组

13.8.2 快捷实例化

​ 可以快捷创建顶层数组的声明：

图13.10 快捷最高级别实例化

13.8.3 实例化交错数组

​ 交错数组的初始化不能在一个步骤中完成，需要以下步骤：

1. 实例化顶层数组。
2. 分别实例化每一个子数组。

图13.11 创建二维交错数组

13.8.4 交错数组中的子数组（*）

13.9 比较矩形数组和交错数组

​ 图 13.12 展示了保存 9 个整数的矩形数组和交错数组。矩形数组只有单个数组对象，而交错数组有 4 个数组对象。

图13.12 比较矩形数组和交错数组的结构

​ CIL 中，一维数组有特定的性能优化指令，而矩形数组没有。因此，有时使用一维数组的交错数组比矩形数组更高效。

13.10 foreach 语句

13.10.1 迭代变量是只读的

• 对于值类型数组，不能改变数组元素。
• 对于引用类型数组，不能改变引用，可以通过迭代变量改变数据。

13.10.2 foreach 语句和多维数组

1. 矩形数组

   维度处理次序为从右向左，每个维度从 0 开始递增。递增满时，重置为 0，左方维度索引递增。

2. 交错数组

   必须为每一个维度使用独立的 foreach 语句。

13.11 数组协变

​ **数组协变：**即使某个对象不是数组的基类型，也可以把它赋值给数组元素。发生的条件如下：

• 为引用类型数组。
• 在复制对象和数组基类型之间有隐式或显示转换。

图13.13 数组出现协变

13.12 数组继承的有用成员

表13.1 数组继承的一些有用成员

13.13 比较数组类型

表13.2 比较数组类型的总结

13.14 数组与 ref 返回和 ref 局部变量

图13.14 数组 ref 返回与局部变量示例