C# 数组定义和常用方法

一、数组的定义

在C#中，数组是一种用于存储固定大小的相同类型元素的集合。数组中的每个元素可以通过索引来访问，索引是从0开始的。

1. 一维数组

一维数组是最简单的数组形式，它存储了一行数据。

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// 声明并初始化一个包含5个整数的数组
int[] numbers = new int[5];

// 或者在声明时直接初始化数组元素
int[] numbers2 = { 1, 2, 3, 4, 5 };

// 访问数组元素
int secondNumber = numbers2[1]; // 访问索引为1的元素，即2

2. 多维数组

多维数组用于存储多个维度的数据，如二维数组（矩阵）、三维数组等。

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// 声明并初始化一个2x3的二维数组
int[,] matrix = new int[2, 3];

// 或者在声明时直接初始化二维数组元素
int[,] matrix2 = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

// 访问二维数组元素
int element = matrix2[0, 1]; // 访问第一行第二列的元素，即2

二、数组的常用方法

1. 搜索数组

使用Array.IndexOf方法来搜索数组中的元素。

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int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int index = Array.IndexOf(numbers, 3); // 返回3的索引，即2

2. 排序数组

使用Array.Sort方法对数组进行排序。

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int[] numbers = { 5, 2, 3, 4, 1 };
Array.Sort(numbers);

3. 复制数组

使用Array.Copy或ToArray（如果是集合转数组）进行数组的复制。

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int[] original = { 1, 2, 3 };
int[] copy = new int[original.Length];
Array.Copy(original, copy, original.Length);

// 或者对于集合
List<int> list = new List<int> { 1, 2, 3 };
int[] listToArray = list.ToArray();

4. 数组清空

数组的大小是固定的，所以不能直接"清空"数组。但可以将所有元素设置为默认值（如0或null）。

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int[] numbers = { 1, 2, 3 };
Array.Clear(numbers, 0, numbers.Length); // 将所有元素设置为0

5. 数组拼接

使用Array.Copy或LINQ的Concat（需要转换为IEnumerable<T>）进行拼接。

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int[] first = { 1, 2, 3 };
int[] second = { 4, 5, 6 };
int[] result = new int[first.Length + second.Length];
Array.Copy(first, 0, result, 0, first.Length);
Array.Copy(second, 0, result, first.Length, second.Length);

// 或使用LINQ
var concatenated = first.Concat(second).ToArray();

6. 数组截取

使用Array.Copy进行截取，或者LINQ的Take和Skip方法。

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int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int[] subset = new int[3];
Array.Copy(numbers, 1, subset, 0, 3); // 截取索引1到3的元素

// 或使用LINQ
var subsetLinq = numbers.Skip(1).Take(3).ToArray();

7. 数组反转

使用Array.Reverse方法进行反转。

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int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Array.Reverse(numbers);

8. 数组填充

使用Array.Fill方法进行填充。

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int[] numbers = new int[5];
Array.Fill(numbers, 0); // 填充所有元素为0

9. 数组切片（在C#中不是直接支持的，但可以用上述方法模拟）

C#不直接支持切片操作，但可以使用Array.Copy或LINQ来实现类似的功能。

10. 数组转换

将数组转换为不同类型的集合或数组，可以使用LINQ的Select等方法。

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int[] numbers = { 1, 2, 3 };
var doubled = numbers.Select(n => n * 2).ToArray(); // 转换为新的数组，每个元素都乘以2

11. 数组批量赋相同值

使用LINQ的Repeat和ToArray方法来实现数组批量赋相同值。

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int[] filledArray = Enumerable.Repeat(5, 10).ToArray(); // 创建一个长度为10的数组，所有元素都是5

12. 数组批量操作（如批量修改）

虽然C#标准库中没有直接的批量修改数组元素的API，但可以通过循环或LINQ的Select配合ToArray来实现。

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int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int[] incremented = numbers.Select(n => n + 1).ToArray(); // 每个元素加1

13. 数组元素类型转换

当需要将数组中的元素转换为另一种类型时，可以使用Array.ConvertAll（对于一维数组）或自定义转换逻辑。

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double[] doubles = { 1.0, 2.0, 3.0 };
int[] ints = Array.ConvertAll(doubles, Convert.ToInt32); // 注意：这可能会导致精度丢失

14. 数组与集合的互转

数组可以很容易地转换为集合（如List<T>），反之亦然。

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int[] array = { 1, 2, 3 };
List<int> list = new List<int>(array); // 数组转集合

List<int> anotherList = new List<int> { 4, 5, 6 };
int[] anotherArray = anotherList.ToArray(); // 集合转数组

15. 数组排序的自定义比较器

Array.Sort和List<T>.Sort方法都允许使用自定义比较器来对数组或集合进行排序。

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int[] numbers = { 5, 2, 9, 1, 5 };
Array.Sort(numbers, (a, b) => b.CompareTo(a)); // 降序排序

注意事项

当操作大型数组时，需要注意性能和内存使用。
数组的大小在声明时确定，且不可更改。如果需要动态大小的集合，请考虑使用List<T>。
多维数组的操作通常比一维数组更复杂，因为它们需要额外的索引来访问元素。