Многомерные массивы
Массивы характеризуются таким понятием как ранг или количество измерений. Выше мы рассматривали массивы, которые имеют одно измерение (то есть их ранг равен 1) - такие массивы можно представлять в виде горзонтального ряда элемента. Но массивы также бывают многомерными. У таких массивов количество измерений (то есть ранг) больше 1.
Массивы которые имеют два измерения (ранг равен 2) называют двухмерными. Например, создадим одномерный и двухмерный массивы, которые имеют одинаковые элементы:
| 1 2 3 | int[] nums1 = new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; int[,] nums2 = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; |
Визуально оба массива можно представить следующим образом:
Одномерный массив nums1
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Двухмерный массив nums2
| 0 | 1 | 2 |
| 3 | 4 | 5 |
Поскольку массив nums2 двухмерный, он представляет собой простую таблицу. Все возможные способы определения двухмерных массивов:
| 1 2 3 4 5 6 | int[,] nums1; int[,] nums2 = new int[2, 3]; int[,] nums3 = new int[2, 3] { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; int[,] nums4 = new int[,] { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; int[,] nums5 = new [,]{ { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; int[,] nums6 = { { 0, 1, 2 }, { 3, 4, 5 } }; |
Массивы могут иметь и большее количество измерений. Объявление трехмерного массива могло бы выглядеть так:
| 1 | int[,,] nums3 = new int[2, 3, 4]; |
Соответственно могут быть и четырехмерные массивы и массивы с большим количеством измерений. Но на практике обычно используются одномерные и двухмерные массивы.
Определенную сложность может представлять перебор многомерного массива. Прежде всего надо учитывать, что длина такого массива - это совокупное количество элементов.
| 1 2 3 4 | int[,] mas = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } }; foreach (int i in mas) Console.Write($"{i} "); Console.WriteLine(); |
В данном случае длина массива mas равна 12. И цикл foreach выводит все элементы массива в строку:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Но что если мы хотим отдельно пробежаться по каждой строке в таблице? В этом случае надо получить количество элементов в размерности. В частности, у каждого массива есть метод GetUpperBound(dimension), который возвращает индекс последнего элемента в определенной размерности. И если мы говорим непосредственно о двухмерном массиве, то первая размерность (с индексом 0) по сути это и есть таблица. И с помощью выражения mas.GetUpperBound(0) + 1 можно получить количество строк таблицы, представленной двухмерным массивом. А через mas.Length / rows можно получить количество элементов в каждой строке:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | int[,] mas = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 }, { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } }; int rows = mas.GetUpperBound(0) + 1; int columns = mas.Length / rows; // или так // int columns = mas.GetUpperBound(1) + 1; for (int i = 0; i < rows; i++) { for (int j = 0; j < columns; j++) { Console.Write($"{mas[i, j]} \t"); } Console.WriteLine(); } |
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
Массив массивов
От многомерных массивов надо отличать массив массивов или так называемый "зубчатый массив":
| 1 2 3 4 | int[][] nums = new int[3][]; nums[0] = new int[2] { 1, 2 }; // выделяем память для первого подмассива nums[1] = new int[3] { 1, 2, 3 }; // выделяем память для второго подмассива nums[2] = new int[5] { 1, 2, 3, 4, 5 }; // выделяем память для третьего подмассива |
Здесь две группы квадратных скобок указывают, что это массив массивов, то есть такой массив, который в свою очередь содержит в себе другие массивы. Причем длина массива указывается только в первых квадратных скобках, все последующие квадратные скобки должны быть пусты: new int[3][]. В данном случае у нас массив nums содержит три массива. Причем размерность каждого из этих массивов может не совпадать.
Зубчатый массив nums
| 1 | 2 | | | |
| 1 | 2 | 3 | | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Примеры массивов:
Причем мы можем использовать в качестве массивов и многомерные:
| 1 2 3 4 5 6 | int[][,] nums = new int[3][,] { new int[,] { {1,2}, {3,4} }, new int[,] { {1,2}, {3,6} }, new int[,] { {1,2}, {3,5}, {8, 13} } }; |
Так здесь у нас массив из трех массивов, причем каждый из этих массивов представляет двухмерный массив.
Используя вложенные циклы, можно перебирать зубчатые массивы. Например:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 | int[][] numbers = new int[3][]; numbers[0] = new int[] { 1, 2 }; numbers[1] = new int[] { 1, 2, 3 }; numbers[2] = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 }; foreach(int[] row in numbers) { foreach(int number in row) { Console.Write($"{number} \t"); } Console.WriteLine(); } // перебор с помощью цикла for for (int i = 0; i { for (int j =0; j { Console.Write($"{numbers[i][j]} \t"); } Console.WriteLine(); } |
Основные понятия массивов
Суммирую основные понятия массивов:
Ранг (rank): количество измерений массива
Длина измерения (dimension length): длина отдельного измерения массива
Длина массива (array length): количество всех элементов массива
Например, возьмем массив
| 1 | int[,] numbers = new int[3, 4]; |
Массив numbers двухмерный, то есть он имеет два измерения, поэому его ранг равен 2. Длина первого измерения - 3, длина второго измерения - 4. Длина массива (то есть общее количество элементов) - 12.
Задачи с массивами
Рассмотрим пару задач для работы с массивами.
Найдем количество положительных чисел в массиве:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | int[] numbers = { -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4 }; int result = 0; foreach(int number in numbers) { if(number > 0) { result++; } } Console.WriteLine($"Число элементов больше нуля: {result}"); |
Вторая задача - инверсия массива, то есть переворот его в обратном порядке:
| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | int[] numbers = { -4, -3, -2, -1,0, 1, 2, 3, 4 }; int n = numbers.Length; // длина массива int k = n / 2; // середина массива int temp; // вспомогательный элемент для обмена значениями for(int i=0; i < k; i++) { temp = numbers[i]; numbers[i] = numbers[n - i - 1]; numbers[n - i - 1] = temp; } foreach(int i in numbers) { Console.Write($"{i} \t"); } |
Поскольку нам надо изменять элементы массива, то для этого используется цикл for. Алгоритм решения задачи подразумевает перебор элементов до середины массива, которая в программе представлена переменной k, и обмен значений элемента, который имеет индекс i, и элемента с индексом n-i-1.
1 2 3 4 5 6