Страница 287 из 371
Шаблоны, определенные в стандартных библиотеках, конечно, стоит использовать, но все-таки странной является рекомендация не пользоваться структурами, встроенными непосредственно в язык. Замечу, что в других языках массивы являются одной из любимых структур данных, используемых программистами.
В языке С#, соблюдая преемственность, сохранены одномерные массивы и массивы массивов. В дополнение к ним в язык добавлены многомерные массивы. Динамические многомерные массивы языка C# являются весьма мощной, надежной, понятной и удобной структурой данных, которую смело можно рекомендовать к применению не только профессионалам, но и новичкам, программирующим на С#. После этого краткого обзора давайте перейдем к более систематическому изучению деталей работы с массивами в С#.
Объявление массивов
Рассмотрим, как объявляются одномерные массивы, массивы массивов и многомерные массивы. Объявление одномерных массивов
Напомню общую структуру объявления:
[<атрибуты>] [<модификаторы>] <тип> <объявители>;
Забудем пока об атрибутах и модификаторах. Объявление одномерного массива выглядит следующим образом:
<тип> [] <объявители>;
Заметьте, в отличие от языка C++ квадратные скобки приписаны не к имени переменной, а к типу. Они являются неотъемлемой частью определения класса, так что запись T[] следует понимать как класс одномерный массив с элементами типа T.
Что же касается границ изменения индексов, то эта характеристика к классу не относится, она является характеристикой переменных — экземпляров, каждый из которых является одномерным массивом со своим числом элементов, задаваемых в объявителе переменной.
Как и в случае объявления простых переменных, каждый объявитель может быть именем или именем с инициализацией. В первом случае речь идет об отложенной инициализации. Нужно понимать, что при объявлении с отложенной инициализацией сам массив не формируется, а создается только ссылка на массив, имеющая неопределенное значение Null. Поэтому пока массив не будет реально создан и его элементы инициализированы, использовать его в вычислениях нельзя. Вот пример объявления трех массивов с отложенной инициализацией:
int[] а, Ь, с;
Чаще всего при объявлении массива используется имя с инициализацией. И опять-таки, как и в случае простых переменных, могут быть два варианта инициализации. В первом случае инициализация является явной и задается константным массивом. Вот пример:
double[] х= {5.5, 6.6, 7.7};
Следуя синтаксису, элементы константного массива следует заключать в фигурные скобки.
Во втором случае создание и инициализация массива выполняется в объектном стиле с вызовом конструктора массива. И это наиболее распространенная практика объявления массивов. Приведу пример:
int[] d= new int [5];
Итак, если массив объявляется без инициализации, то создается только висячая ссылка со значением void. Если инициализация выполняется конструктором, то в динамической памяти создается сам массив, элементы которого инициализируются константами соответствующего типа (ноль для арифметики, пустая строка для строковых массивов), и ссылка связывается с этим массивом. Если массив инициализируется константным массивом, то в памяти создается константный массив, с которым и связывается ссылка.
Как обычно задаются элементы массива, если они не заданы при инициализации? Они либо вычисляются, либо вводятся пользователем. Давайте рассмотрим первый пример работы с массивами из проекта с именем Arrays, поддерживающего эту лекцию:
public void TestDeclaration ()
{
// объявляются три одномерных массива А,В,С
int[] А = new int [5], В= new int [5], С= new int [5];
Arrs.CreateOneDimAr(A);
Arrs.CreateOneDimAr(B);
for(int i = 0; i<5; i++)
С[i] = A[i] + В[i];
// объявление массива с явной инициализацией
int[] х ={5,5,6,6,7,7};
//объявление массивов с отложенной инициализацией
int[] u,v;
u = new int [3];
for(int i=0; i<3; i++) u[i] =i+1;
// v= {1,2,3}; // присваивание константного массива
// недопустимо
v = new int [4];
v=u; // допустимое присваивание
int [,] w = new int[3,5];
// v=w; // недопустимое присваивание: объекты разных классов
Arrs.PrintAr1("А", A); Arrs.PrintAr1("В", В);
Arrs.PrintAr1("С", С); Arrs.PrintAr1("X", x);
Arrs.PrintAr1("U", u); Arrs.PrintAr1("V", v);
}
На что следует обратить внимание, анализируя этот текст:
• В процедуре показаны разные способы объявления массивов. Вначале объявляются одномерные массивы A, B и C, создаваемые конструктором. Значения элементов этих трех массивов имеют один и тот же тип int. То, что они имеют одинаковое число элементов, произошло по воле программиста, а не диктовалось требованиями языка. Заметьте, что после такого объявления с инициализацией конструктором, все элементы имеют значение, в данном случае — ноль, и могут участвовать в вычислениях.
• Массив х объявлен с явной инициализацией. Число и значения его элементов определяется константным массивом.
• Массивы u и v объявлены с отложенной инициализацией. В последующих операторах массив и инициализируется в объектном стиле — элементы получают его в цикле значения.
• Обратите внимание на закомментированный оператор присваивания. В отличие от инициализации, использовать константный массив в правой части оператора присваивания недопустимо. Эта попытка приводит к ошибке, поскольку v — это ссылка, которой можно присвоить ссылку, но нельзя присвоить константный массив. Ссылку присвоить можно. Что происходит в операторе присваивания v = u? Это корректное ссылочное присваивание: хотя u и v имеют разное число элементов, но они являются объектами одного класса. В результате присваивания память, отведенная массиву v, освободится, ею займется теперь сборщик мусора. Обе ссылки u и v будут теперь указывать на один и тот же массив, так что изменение элемента одного массива немедленно отразится на другом массиве.
• Далее определяется двумерный массив w и делается попытка выполнить оператор присваивания v=w. Это ссылочное присваивание некорректно, поскольку объекты w и v — разных классов и для них не выполняется требуемое для присваивания согласование по типу.
• Для поддержки работы с массивами создан специальный класс Arrs, статические методы которого выполняют различные операции над массивами. В частности, в примере использованы два метода этого класса, один из которых заполняет массив случайными числами, второй — выводит массив на печать. Вот текст первого из этих методов:
public static void CreateOneDimAr (int [] A)
{
for(int i = 0; i<A.GetLength(0);i++)
A[i] = rnd.Next(1,100);
}//CreateOneDimAr
Здесь rnd — это статическое поле класса Arrs, объявленное следующим образом:
private static Random rnd = new Random();
Процедура печати массива с именем name выглядит так:
public static void PrintArl(string name,int[] A)
{
Console.WriteLine(name);
for (int i = 0; i<A.GetLength(0);i + +)
Console.Write("t" + name + "[{0}]={1}", i, A[i]);
Console.WriteLine();
}//PrintArl
На рис. 11.1 показан консольный вывод результатов работы процедуры TestDeciarations.
Рис. 11.1. Результаты объявления и создания массивов