C#中的数组
C#中的数组介绍
在 C# 中，数组是一种数据结构，用于存储固定大小的相同类型的元素集合。数组可以是一维的，也可以是多维的（例如二维、三维等）。数组在声明时必须指定元素的类型，并且一旦创建，其大小就是固定的。
一维数组
一维数组是最基础的数组形式，它包含一个元素序列。
声明和初始化一维数组：
int[] array = new int[5]; // 创建一个包含5个整数的数组，初始值默认为0
array[0] = 10;
array[1] = 20;
// ...
// 直接初始化
int[] array2 = { 10, 20, 30, 40, 50 };多维数组
多维数组可以视为数组的数组，例如二维数组可以视为行和列的集合。
声明和初始化二维数组：
int[,] array2D = new int[3, 4]; // 创建一个3行4列的二维整数数组
array2D[0, 0] = 1;
array2D[0, 1] = 2;
// ...
// 直接初始化
int[,] array2D = {
{ 1, 2, 3, 4 },
{ 5, 6, 7, 8 },
{ 9, 10, 11, 12 }
};数组的特性
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长度：数组有一个
Length属性，它返回数组中元素的总数。 -
固定大小：数组的大小在创建后不能改变。
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零基索引：数组的索引从 0 开始。
-
类型安全：数组的元素必须是声明时指定的类型或其派生类型。
数组的方法
数组类型 System.Array 提供了一些有用的方法，例如：
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Clone()：创建数组的浅表副本。 -
CopyTo()：将数组的元素复制到另一个数组。 -
Resize()：改变数组的大小（需要System.Collections.Generic命名空间中的List<T>类）。
遍历数组
可以使用 for 循环或 foreach 循环来遍历数组中的所有元素。
使用 for 循环：
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
Console.WriteLine(array[i]);
}使用 foreach 循环：
foreach (int element in array)
{
Console.WriteLine(element);
}数组的内存管理
数组是引用类型，它们在托管堆上分配内存。当数组不再被引用时，它们会成为垃圾回收的候选对象。
C#中的数组的常用方法
在 C# 中，数组是内置的数据结构，提供了一些常用的方法来操作数组。这些方法大多数定义在 System.Array 类中，该类是所有数组类型的基类。以下是一些常用的数组方法：
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Clone()：
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创建数组的浅表副本。
int[] original = { 1, 2, 3 }; int[] copy = (int[])original.Clone(); -
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CopyTo(Array array, int index)：
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将当前数组中的元素复制到另一个数组中。
int[] source = { 1, 2, 3 }; int[] destination = new int[5]; Array.Copy(source, destination, 3); -
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Clear()：
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将数组的所有元素设置为其类型的默认值。
int[] array = { 1, 2, 3 }; Array.Clear(array, 0, array.Length); -
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Resize()：
-
改变数组的大小。这需要
System.Collections.Generic.List<T>类，而不是System.Array。
int[] array = { 1, 2, 3 }; Array.Resize(ref array, 5); // 将数组大小改为 5 -
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Sort()：
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对数组进行排序。
int[] array = { 3, 1, 4, 2 }; Array.Sort(array); -
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BinarySearch()：
-
在已排序的数组中进行二进制搜索。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int index = Array.BinarySearch(array, 3); // 返回 2 -
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IndexOf()：
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返回数组中特定值的第一个匹配项的索引。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int index = Array.IndexOf(array, 3); // 返回 2 -
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LastIndexOf()：
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返回数组中特定值的最后一个匹配项的索引。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 3 }; int index = Array.LastIndexOf(array, 3); // 返回 4 -
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Reverse()：
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反转数组中元素的顺序。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Array.Reverse(array); -
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Exists()：
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检查数组中是否存在满足特定条件的元素。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; bool exists = Array.Exists(array, x => x > 3); // 返回 true -
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Find()：
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返回数组中满足特定条件的第一个元素。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; int found = Array.Find(array, x => x > 3); // 返回 4 -
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ForEach()：
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对数组中的每个元素执行指定的操作。
int[] array = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Array.ForEach(array, x => Console.WriteLine(x)); -
C#中的二维数组和交叉数组
在 C# 中，二维数组和交叉数组（Jagged Array）都是用于存储多个数组的数组，但它们在内存布局和性能方面有所不同。
二维数组
二维数组可以看作是数组的数组，其中的每个数组（称为子数组）都具有相同的长度，类似于数学中的矩阵。二维数组在内存中是连续存储的。
声明和初始化二维数组：
int[,] twoDArray = new int[5, 10]; // 5 行 10 列的二维数组
twoDArray[0, 0] = 1;
twoDArray[0, 1] = 2;
// ...
// 直接初始化
int[,] twoDArray = {
{ 1, 2, 3, 4, 5 },
{ 6, 7, 8, 9, 10 },
// ...
};交叉数组
交叉数组是数组的数组，其中的每个数组（称为子数组）可以具有不同的长度，因此它在内存中不是连续存储的。交叉数组在处理不同长度的子数组时更加灵活。
声明和初始化交叉数组：
int[][] jaggedArray = new int[5][]; // 5 个未初始化的子数组
jaggedArray[0] = new int[10];
jaggedArray[1] = new int[20];
// ...
// 直接初始化
int[][] jaggedArray = {
new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 },
new int[] { 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 },
// ...
};性能考虑
-
内存使用：二维数组在内存中是连续存储的，这可能在某些情况下导致内存浪费，尤其是当数组的某些行或列没有被完全使用时。交叉数组则可以根据需要为每个子数组分配确切的内存，从而节省内存。
-
性能：二维数组由于在内存中连续存储，因此在访问时可能具有更好的性能，因为 CPU 缓存可以更有效地工作。交叉数组由于其非连续性，可能在访问时性能稍差。
选择使用
-
如果所有子数组的长度都相同，并且对性能有较高要求，可以选择使用二维数组。
-
如果子数组的长度不同，或者需要动态地调整子数组的大小，交叉数组是更好的选择。
## 在 C# 中，二维数组和交叉数组（Jagged Array）都是用于存储多个数组的数组，但它们在内存布局和性能方面有所不同。
二维数组
二维数组可以看作是数组的数组，其中的每个数组（称为子数组）都具有相同的长度，类似于数学中的矩阵。二维数组在内存中是连续存储的。
声明和初始化二维数组：
int[,] twoDArray = new int[5, 10]; // 5 行 10 列的二维数组
twoDArray[0, 0] = 1;
twoDArray[0, 1] = 2;
// ...
// 直接初始化
int[,] twoDArray = {
{ 1, 2, 3, 4, 5 },
{ 6, 7, 8, 9, 10 },
// ...
};交叉数组
交叉数组是数组的数组，其中的每个数组（称为子数组）可以具有不同的长度，因此它在内存中不是连续存储的。交叉数组在处理不同长度的子数组时更加灵活。
声明和初始化交叉数组：
int[][] jaggedArray = new int[5][]; // 5 个未初始化的子数组
jaggedArray[0] = new int[10];
jaggedArray[1] = new int[20];
// ...
// 直接初始化
int[][] jaggedArray = {
new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 },
new int[] { 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 },
// ...
};性能考虑
-
内存使用：二维数组在内存中是连续存储的，这可能在某些情况下导致内存浪费，尤其是当数组的某些行或列没有被完全使用时。交叉数组则可以根据需要为每个子数组分配确切的内存，从而节省内存。
-
性能：二维数组由于在内存中连续存储，因此在访问时可能具有更好的性能，因为 CPU 缓存可以更有效地工作。交叉数组由于其非连续性，可能在访问时性能稍差。
选择使用
-
如果所有子数组的长度都相同，并且对性能有较高要求，可以选择使用二维数组。
-
如果子数组的长度不同，或者需要动态地调整子数组的大小，交叉数组是更好的选择。
数组和集合的区别
在 C# 中，数组和集合是两种不同的数据结构，它们在用途、功能和性能方面有显著的区别。以下是数组和集合的主要区别：
数组（Array）
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固定大小：数组在声明时必须指定大小，一旦创建，其大小就固定不变。
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类型安全：数组是强类型数据结构，即数组的每个元素都必须是相同的数据类型。
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性能：数组通常在内存中连续存储，这使得数组访问速度快，但缺乏灵活性。
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索引访问：数组通过索引访问元素，索引从 0 开始。
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简单性：数组结构简单，适用于存储同类型数据的简单集合。
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内置支持：C# 提供了丰富的数组操作方法，如
Array.Sort()、Array.Resize()等。
集合（Collection）
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动态大小：集合（如
List<T>、Dictionary<TKey, TValue>等）的大小是动态的，可以根据需要增长和缩小。 -
灵活性：集合提供了更多的功能，如添加、删除、插入和搜索元素等。
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泛型支持：集合通常支持泛型，这意味着你可以创建一个集合来存储任何类型的数据。
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非连续存储：集合元素在内存中可能不是连续存储的，这使得它们在添加和删除元素时更加灵活，但可能影响性能。
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丰富的数据结构：集合包括列表、队列、堆栈、字典等多种数据结构，每种结构都有其特定的用途和操作。
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LINQ 支持：集合与语言集成查询（LINQ）紧密集成，使得数据操作更加方便。
示例
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数组：
int[] numbers = new int[5]; // 创建一个大小为 5 的整型数组 numbers[0] = 10; numbers[1] = 20; -
集合（例如 List<T>）：
List<int> numbers = new List<int>(); // 创建一个整型列表 numbers.Add(10); numbers.Add(20); numbers.Add(30); // 可以动态添加元素
选择使用
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使用数组：当你需要存储固定数量的同类型数据，且对性能有较高要求时，可以选择数组。
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使用集合：当你需要一个灵活的数据结构，可以动态地添加、删除或搜索数据时，集合是更好的选择。
总结来说，数组和集合各有优势，选择使用哪一个取决于你的具体需求，包括数据的大小、类型、操作的复杂性以及性能要求。