В C# допускаются массивы трех и более измерений. Ниже приведена общая форма объявления многомерного массива. тип[,...,] имя_массива = new тип[размер1, размер2, ... размерN];
Например, в приведенном ниже объявлении создается трехмерный целочислен ный массив размерами 4×10×3. int[,,] multidim = new int[4, 10, 3];
А в следующем операторе элементу массива multidim с координатами местополо жения (2,4,1) присваивается значение 100. multidim[2, 4, 1] = 100;
Ниже приведен пример программы, в которой сначала организуется трехмерный массив, содержащий матрицу значений 3×3×3, а затем значения элементов этого мас сива суммируются по одной из диагоналей матрицы. // Суммировать значения по одной из диагоналей матрицы 3×3×3. using System; class ThreeDMatrix { static void Main() { int[,,] m = new int[3, 3, 3]; int sum = 0; int n = 1; for(int x=0; x < 3; x++) for(int y=0; у < 3; y++) for(int z=0; z < 3; z++) m[x, y, z] = n++; sum = m[0, 0, 0] + m[1, 1, 1] + m[2, 2, 2]; Console.WriteLine("Сумма значений по первой диагонали: " + sum); } }
Вот какой результат дает выполнение этой программы. Сумма значений по первой диагонали: 42 Инициализация многомерных массивов
Для инициализации многомерного массива достаточно заключить в фигурные скобки список инициализаторов каждого его размера. Ниже в качестве примера при ведена общая форма инициализации двумерного массива: тип[,] имя_массива = { {val, val, val, ..., val}, {val, val, val, ..., val}, {val, val, val, ..., val} };
где val обозначает инициализирующее значение, а каждый внутренний блок — от дельный ряд. Первое значение в каждом ряду сохраняется на первой позиции в мас сиве, второе значение — на второй позиции и т.д. Обратите внимание на то, что блоки инициализаторов разделяются запятыми, а после завершающей эти блоки закрываю щей фигурной скобки ставится точка с запятой.
В качестве примера ниже приведена программа, в которой двумерный массив sqrs инициализируется числами от 1 до 10 и квадратами этих чисел. // Инициализировать двумерный массив. using System; class Squares { static void Main() { int[,] sqrs = { { 1, 1 }, { 2, 4 }, { 3, 9 }, { 4, 16 }, { 5, 25 }, { 6, 36 }, { 7, 49 }, { 8, 64 }, { 9, 81 }, { 10, 100 } }; int i, j; for(i=0; i < 10; i++) { for(j=0; j < 2; j++) Console.Write(sqrs[i,j] + " "); Console.WriteLine(); } } }
При выполнении этой программы получается следующий результат. 1 1 2 4 3 9 4 16 5 25 6 36 7 49 8 64 9 81 10 100 Ступенчатые массивы
В приведенных выше примерах применения двумерного массива, по существу, соз давался так называемый прямоугольный массив. Двумерный массив можно представить в виде таблицы, в которой длина каждой строки остается неизменной по всему масси ву. Но в C# можно также создавать специальный тип двумерного массива, называемый ступенчатым массивом. Ступенчатый массив представляет собой массив массивов, в ко тором длина каждого массива может быть разной. Следовательно, ступенчатый массив может быть использован для составления таблицы из строк разной длины.
Ступенчатые массивы объявляются с помощью ряда квадратных скобок, в которых указывается их размерность. Например, для объявления двумерного ступенчатого мас сива служит следующая общая форма: тип[][] имя_массива = new тип[размер][];
где размер обозначает число строк в массиве. Память для самих строк распределяется индивидуально, и поэтому длина строк может быть разной. Например, в приведенном ниже фрагменте кода объявляется ступенчатый массив jagged. Память сначала рас пределяется для его первого измерения автоматически, а затем для второго измерения вручную. int[][] jagged = new int[3][]; jagged[0] = new int[4]; jagged[1] = new int[3]; jagged[2] = new int[5];
После выполнения этого фрагмента кода массив jagged выглядит так, как показа но ниже.
Теперь нетрудно понять, почему такие массивы называются ступенчатыми! После создания ступенчатого массива доступ к его элементам осуществляется по индексу, указываемому в отдельных квадратных скобках. Например, в следующей строке кода элементу массива jagged, находящемуся на позиции с координатами (2,1), присваи вается значение 10. jagged[2][1] = 10;
Обратите внимание на синтаксические отличия в доступе к элементу ступенчатого и прямоугольного массива.
В приведенном ниже примере программы демонстрируется создание двумерного ступенчатого массива. // Продемонстрировать применение ступенчатых массивов. using System; class Jagged { static void Main() { int[][] jagged = new int[3][]; jagged[0] = new int[4]; jagged[1] = new int[3]; jagged[2] = new int[5]; int i; // Сохранить значения в первом массиве. for(i=0; i < 4; i++) jagged[0] [i] = i; // Сохранить значения во втором массиве. for(i=0; i < 3; i++) jagged[1][i] = i; jagged [0][0] jagged [1][0] jagged [2][0] jagged [0][1] jagged [1][1] jagged [2][1] jagged [0][2] jagged [0][3] jagged [1][2] jagged [2][2] jagged [2][3] jagged [2][4] // Сохранить значения в третьем массиве. for(i=0; i < 5; i++) jagged[2][i] = i; // Вывести значения из первого массива. for(i=0; i < 4; i++) Console.Write(jagged[0][i] + " "); Console.WriteLine(); // Вывести значения из второго массива. for(i=0; i < 3; i++) Console.Write(jagged[1][i] + " "); Console.WriteLine(); // Вывести значения из третьего массива. for(i=0; i < 5; i++) Console.Write(jagged [2] [i ] + " ") ; Console.WriteLine(); } }
Выполнение этой программы приводит к следующему результату. 0 1 2 3 0 1 2 0 1 2 3 4
Ступенчатые массивы находят полезное применение не во всех, а лишь в некоторых случаях. Так, если требуется очень длинный двумерный массив, который заполняется не полностью, т.е. такой массив, в котором используются не все, а лишь отдельные его элементы, то для этой цели идеально подходит ступенчатый массив.
И последнее замечание: ступенчатые массивы представляют собой массивы масси вов, и поэтому они не обязательно должны состоять из одномерных массивов. Напри мер, в приведенной ниже строке кода создается массив двумерных массивов. int[][,] jagged = new int[3][,];
В следующей строке кода элементу массива jagged[0] присваивается ссылка на массив размерами 4×2. jagged[0] = new int[4, 2];
А в приведенной ниже строке кода элементу массива jagged[0][1,0] присваива ется значение переменной i. jagged[0][1,0] = i; Присваивание ссылок на массивы
Присваивание значения одной переменной ссылки на массив другой перемен ной, по существу, означает, что обе переменные ссылаются на один и тот же массив, и в этом отношении массивы ничем не отличаются от любых других объектов. Такое присваивание не приводит ни к созданию копии массива, ни к копированию содержи мого одного массива в другой. В качестве примера рассмотрим следующую программу. // Присваивание ссылок на массивы. using System; class AssignARef { static void Main() { int i; int[] nums1 = new int[10]; int[] nums2 = new int [10]; for(i=0; i < 10; i++) nums1[i] = i; for(i=0; i < 10; i++) nums2[i] = -i; Console.Write("Содержимое массива nums1: "); for(i=0; i < 10; i++) Console.Write(nums1[i] + " "); Console.WriteLine(); Console.Write("Содержимое массива nums2: "); for(i=0; i < 10; i++) Console.Write(nums2[i] + " "); Console.WriteLine(); nums2 = nums1; // теперь nums2 ссылается на nums1 Console.Write("Содержимое массива nums2\n" + "после присваивания: "); for(i=0; i < 10; i++) Console.Write(nums2[i] + " "); Console.WriteLine(); // Далее оперировать массивом nums1 посредством // переменной ссылки на массив nums2. nums2[3] = 99; Console.Write("Содержимое массива nums1 после изменения\n" + "посредством переменной nums2: "); for(i=0; i < 10; i++) Console.Write(numsl[i] + " "); Console.WriteLine(); } }
Выполнение этой программы приводит к следующему результату. Содержимое массива nums1: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Содержимое массива nums2: 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Содержимое массива nums2 после присваивания: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Содержимое массива nums1 после изменения посредством переменной nums2: 0 1 2 99 4 5 6 7 8 9
Как видите, после присваивания переменной nums2 значения переменной nums1 обе переменные ссылки на массив ссылаются на один и тот же объект. Применение свойства Length
Реализация в C# массивов в виде объектов дает целый ряд преимуществ. Одно из них заключается в том, что с каждым массивом связано свойство Length, содержащее число элементов, из которых может состоять массив. Следовательно, у каждого масси ва имеется специальное свойство, позволяющее определить его длину. Ниже приведен пример программы, в которой демонстрируется это свойство. // Использовать свойство Length массива. using System; class LengthDemo { static void Main() { int[] nums = new int[10]; Console.WriteLine("Длина массива nums равна " + nums.Length); // Использовать свойство Length для инициализации массива nums. for (int i=0; i < nums.Length; i++) nums[i] = i * i; // А теперь воспользоваться свойством Length // для вывода содержимого массива nums. Console.Write("Содержимое массива nums: "); for(int i=0; i < nums.Length; i++) Console.Write(nums[i] + " "); Console.WriteLine(); } }
При выполнении этой программы получается следующий результат. Длина массива nums равна 10 Содержимое массива nums: 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81
Обратите внимание на то, как в классе LengthDemo свойство nums.Length исполь зуется в циклах for для управления числом повторяющихся шагов цикла. У каждого массива имеется своя длина, поэтому вместо отслеживания размера массива вручную можно использовать информацию о его длине. Следует, однако, иметь в виду, что зна чение свойства Length никак не отражает число элементов, которые в нем использу ются на самом деле. Свойство Length содержит лишь число элементов, из которых может состоять массив.
Когда запрашивается длина многомерного массива, то возвращается общее число элементов, из которых может состоять массив, как в приведенном ниже примере кода. // Использовать свойство Length трехмерного массива. using System; class LengthDemo3D { static void Main() { int[,,] nums = new int[10, 5, 6]; Console.WriteLine("Длина массива nums равна " + nums.Length); } }
При выполнении этого кода получается следующий результат. Длина массива nums равна 300