C#數組的使用

          C#基礎語法中得數組，定義就是：數組是一種數據結構，包含同一個類型的多個元素。從CLR的角度來看，首先數組是引用類型，堆棧分配屬於分配於堆上，其次數組在內存中是連續的存儲的，因此索引速度很快，並且賦值與修改元素也很簡單。能夠利用偏移地址訪問元素，時間複雜度爲O(1);能夠用折半查找法查找元素，效率高。

         上面這段話初看之下很莫名奇妙，解釋一下，首先基礎語法定義了數組是什麼，是一種數據結構，數據結構有不少種：棧，隊列，列表，字典，樹，圖，數組也是這樣一種數據結構，並且是不少其餘數據結構的基本，可是數組的內的數據類型只能是一種，在一個數組中不能既存在int又存在string

          數組，ArrayList，List區別

          在從CLR的角度來看，CLR介紹數組時，就從其派生自System.Array，而System.Array派生自Object，因此數組是引用類型，分配於託管堆上，而且數組在託管堆上分配到的是一塊連續存儲的內存，能夠經過索引查找，雖然查詢的時間複雜度是O(1)，但有個問題被忽略了，就是找的快未必就有用，數組分配在一塊連續的數據空間上，所以分配空間時必須肯定大小。空間的連續，也致使了存儲效率低，插入和刪除元素效率比較低，並且麻煩。若是，要增添一個元素，須要移動大量元素，在內存中空出一個元素的空間，而後將要增長的元素放在其中。一樣，你想刪除一個元素，須要移動大量元素去填補被移動的元素。這就是數組的詬病，爲了解決這個問題C#又推出了ArrayList

          ArrayList是.Net Framework提供的用於數據存儲和檢索的專用類，它是命名空間System.Collections下的一部分。它的大小是按照其中存儲的數據來動態擴充與收縮的。因此，咱們在聲明ArrayList對象時並不須要指定它的長度。但微軟又發現使用ArrayList存在一個更爲致命的問題，看下面的代碼

 1              //初始化ArrayList 
 2              ArrayList list = new ArrayList();
 3             //新增數據
 4             list.Add("abc");
 5             list.Add(123);
 6             //插入數據
 7             list.Insert(0, "在第一個位置插入一條數據");
 8             foreach (var item in list)
 9             {
10                 Console.WriteLine(item);
11             }

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        在list中，咱們不只插入了字符串"abc"，並且又插入了數字123。這樣在ArrayList中插入不一樣類型的數據是容許的。由於ArrayList會把全部插入其中的數據都看成爲object類型來處理。這樣，在咱們使用ArrayList中的數據來處理問題的時候，極可能會報類型不匹配的錯誤，也就是說ArrayList不是類型安全的。既使咱們保證在插入數據的時候都很當心，都有插入了同一類型的數據，但在使用的時候，咱們也須要將它們轉化爲對應的原類型來處理。這就存在了裝箱與拆箱的操做，會帶來很大的性能損耗。

        雖然ArrayList解決了數組長度問題，可是留下了類型安全問題，裝箱和拆箱操做一直是操做程序中所努力在避免的操做，由於其對性能的損耗確實是很大的，因此C#推出了Lits集合，下面的代碼是聲明實現一個List的集合，能夠看到List指定了類型，避免了拆箱裝箱的操做，而且也無需指定元素個數。

1      List<int> list = new List<int>();
2             //新增數據
3             list.Add(123);
4             //報錯，沒法從string轉化成int
5             list.Add("123");
6             foreach (var item in list)
7             {
8                 Console.WriteLine(item);
9             }

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          事實上，List來自對ArrayList的封裝，而ArrayList封裝自數組，數組是ArrayList和List的底層實現，那麼是否是使用List就能夠完美的代替數組了呢？之後全部的代碼都只須要寫成List就行了，既然List是來自數組的封裝，繼承了數組的全部方法和行爲，其實這裏有一次回到了效率問題，若是是固定的而且知道其長度的數據集合用數組，而不固定長度的用List。額講了這麼多，或許就是這句話最重要吧。

          建立下限非零的數組

          C#中有兩種數組，一種是下表從0開始的數組，一種是下標非0開始的，不推薦使用下標非0開始的，經過下面的代碼就能夠建立一個指定下限的多維數組

 1   static void Main(string[] args)
 2         {
 3             // 建立和初始化多維數組字符串類型。
 4             int[] myLengthsArray = new int[2] { 3, 5 };
 5             int[] myBoundsArray = new int[2] { 2, 3 };
 6             //CreateInstance  建立指定下標的數組的方法
 7             //elementTypeType: System.Type要建立的 Array 的 Type。
 8             //一維數組，它包含要建立的 Array 的每一個維度的大小。
 9             //一維數組，它包含要建立的 Array 的每一個維度的下限（起始索引）。
10             Array myArray = Array.CreateInstance(typeof(String), myLengthsArray, myBoundsArray);
11 
12             for (int i = myArray.GetLowerBound(0); i <= myArray.GetUpperBound(0); i++)
13                 for (int j = myArray.GetLowerBound(1); j <= myArray.GetUpperBound(1); j++)
14                 {
15                     int[] myIndicesArray = new int[2] { i, j };
16                     myArray.SetValue(Convert.ToString(i) + j, myIndicesArray);
17                 }
18 
19             //顯示每個維度的上限和下限
20             Console.WriteLine("Bounds:\tLower\tUpper");
21             for (int i = 0; i < myArray.Rank; i++)
22                 Console.WriteLine("{0}:\t{1}\t{2}", i, myArray.GetLowerBound(i), myArray.GetUpperBound(i));
23             // 顯示的值的數組。
24             Console.WriteLine("The Array contains the following values:");
25             PrintValues(myArray);
26         }
27         public static void PrintValues(Array myArr)
28         {
29             IEnumerator myEnumerator = myArr.GetEnumerator();
30             int i = 0;
31             int cols = myArr.GetLength(myArr.Rank - 1);
32             while (myEnumerator.MoveNext())
33             {
34                 if (i < cols)
35                 {
36                     i++;
37                 }
38                 else
39                 {
40                     Console.WriteLine();
41                     i = 1;
42                 }
43                 Console.Write("\t{0}", myEnumerator.Current);
44             }
45             Console.WriteLine();
46         }

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        數組的傳遞和返回

            其實傳遞就是看成參數傳遞給函數，返回就是能夠做爲類型返回接收，但有個問題，數組是引用類型，開篇咱們就介紹了，傳遞給函數，若是函數改動了數組，原數組就會跟着一塊兒變，這確定不是咱們想要的。解決方案是能夠直接複製一個數組，經過Array.Copy()方法，複製一個新的數組傳遞給函數體，若是不但願原數組被改動的話。

 

        不安全的數組訪問

         咱們每次訪問一個數組中的元素時，CLR都會確保索引不會超出數組的上下限。CLR的索引檢查會有一些性能方面的代價。若是你們對本身的代碼有足夠的信心，而且不介意使用非安全代碼，則可在訪問一個數組時不讓CLR執行索引檢查。

 1 //unsafe 開啓不安全訪問標誌
 2 //須要在你的項目屬性頁面裏面，把是否包含unsafe代碼的選項選上 
 3 //不然會報錯
 4 unsafe static void main()
 5 {
 6     Int32[] arr = new Int32{1, 2, 3, 4, 5};
 7     //獲取一個指向數組第0元素的指針
 8     fixed(Int32 * element = &arr[0])
 9     {
10         for(Int32 x = 0, n = arr.Length; x < n; x++)
11         {
12             Console.WriteLine(element[x]);
13         }
14     }
15 }

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          小結

           今天的內容理論偏多代碼偏少，由於關於數組我以爲以CLR的角度看，不須要寫聲明，增刪查，二維多維數組這些概念，還有數組的排序和複製,若是把數組的一個一個方法拿出來介紹可能並無多少必要性，而是分析一下數組在底層是一個怎樣的分配，它和ArrayList還有List是什麼關係，其實數組能夠說是不少數據結構的基礎。