C#数组的使用

          C#基础语法中得数组，定义就是：数组是一种数据结构，包含同一个类型的多个元素。从CLR的角度来看，首先数组是引用类型，堆栈分配属于分配于堆上，其次数组在内存中是连续的存储的，因此索引速度很快，并且赋值与修改元素也很简单。能够利用偏移地址访问元素，时间复杂度为O(1);能够用折半查找法查找元素，效率高。

         上面这段话初看之下很莫名奇妙，解释一下，首先基础语法定义了数组是什么，是一种数据结构，数据结构有不少种：栈，队列，列表，字典，树，图，数组也是这样一种数据结构，并且是不少其余数据结构的基本，可是数组的内的数据类型只能是一种，在一个数组中不能既存在int又存在string

          数组，ArrayList，List区别

          在从CLR的角度来看，CLR介绍数组时，就从其派生自System.Array，而System.Array派生自Object，因此数组是引用类型，分配于托管堆上，而且数组在托管堆上分配到的是一块连续存储的内存，能够经过索引查找，虽然查询的时间复杂度是O(1)，但有个问题被忽略了，就是找的快未必就有用，数组分配在一块连续的数据空间上，所以分配空间时必须肯定大小。空间的连续，也致使了存储效率低，插入和删除元素效率比较低，并且麻烦。若是，要增添一个元素，须要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，而后将要增长的元素放在其中。一样，你想删除一个元素，须要移动大量元素去填补被移动的元素。这就是数组的诟病，为了解决这个问题C#又推出了ArrayList

          ArrayList是.Net Framework提供的用于数据存储和检索的专用类，它是命名空间System.Collections下的一部分。它的大小是按照其中存储的数据来动态扩充与收缩的。因此，咱们在声明ArrayList对象时并不须要指定它的长度。但微软又发现使用ArrayList存在一个更为致命的问题，看下面的代码

 1              //初始化ArrayList 
 2              ArrayList list = new ArrayList();
 3             //新增数据
 4             list.Add("abc");
 5             list.Add(123);
 6             //插入数据
 7             list.Insert(0, "在第一个位置插入一条数据");
 8             foreach (var item in list)
 9             {
10                 Console.WriteLine(item);
11             }

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        在list中，咱们不只插入了字符串"abc"，并且又插入了数字123。这样在ArrayList中插入不一样类型的数据是容许的。由于ArrayList会把全部插入其中的数据都看成为object类型来处理。这样，在咱们使用ArrayList中的数据来处理问题的时候，极可能会报类型不匹配的错误，也就是说ArrayList不是类型安全的。既使咱们保证在插入数据的时候都很当心，都有插入了同一类型的数据，但在使用的时候，咱们也须要将它们转化为对应的原类型来处理。这就存在了装箱与拆箱的操做，会带来很大的性能损耗。

        虽然ArrayList解决了数组长度问题，可是留下了类型安全问题，装箱和拆箱操做一直是操做程序中所努力在避免的操做，由于其对性能的损耗确实是很大的，因此C#推出了Lits集合，下面的代码是声明实现一个List的集合，能够看到List指定了类型，避免了拆箱装箱的操做，而且也无需指定元素个数。

1      List<int> list = new List<int>();
2             //新增数据
3             list.Add(123);
4             //报错，没法从string转化成int
5             list.Add("123");
6             foreach (var item in list)
7             {
8                 Console.WriteLine(item);
9             }

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          事实上，List来自对ArrayList的封装，而ArrayList封装自数组，数组是ArrayList和List的底层实现，那么是否是使用List就能够完美的代替数组了呢？之后全部的代码都只须要写成List就行了，既然List是来自数组的封装，继承了数组的全部方法和行为，其实这里有一次回到了效率问题，若是是固定的而且知道其长度的数据集合用数组，而不固定长度的用List。额讲了这么多，或许就是这句话最重要吧。

          建立下限非零的数组

          C#中有两种数组，一种是下表从0开始的数组，一种是下标非0开始的，不推荐使用下标非0开始的，经过下面的代码就能够建立一个指定下限的多维数组

 1   static void Main(string[] args)
 2         {
 3             // 建立和初始化多维数组字符串类型。
 4             int[] myLengthsArray = new int[2] { 3, 5 };
 5             int[] myBoundsArray = new int[2] { 2, 3 };
 6             //CreateInstance  建立指定下标的数组的方法
 7             //elementTypeType: System.Type要建立的 Array 的 Type。
 8             //一维数组，它包含要建立的 Array 的每一个维度的大小。
 9             //一维数组，它包含要建立的 Array 的每一个维度的下限（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             //显示每个维度的上限和下限
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             // 显示的值的数组。
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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        数组的传递和返回

            其实传递就是看成参数传递给函数，返回就是能够做为类型返回接收，但有个问题，数组是引用类型，开篇咱们就介绍了，传递给函数，若是函数改动了数组，原数组就会跟着一块儿变，这确定不是咱们想要的。解决方案是能够直接复制一个数组，经过Array.Copy()方法，复制一个新的数组传递给函数体，若是不但愿原数组被改动的话。

 

        不安全的数组访问

         咱们每次访问一个数组中的元素时，CLR都会确保索引不会超出数组的上下限。CLR的索引检查会有一些性能方面的代价。若是你们对本身的代码有足够的信心，而且不介意使用非安全代码，则可在访问一个数组时不让CLR执行索引检查。

 1 //unsafe 开启不安全访问标志
 2 //须要在你的项目属性页面里面，把是否包含unsafe代码的选项选上 
 3 //不然会报错
 4 unsafe static void main()
 5 {
 6     Int32[] arr = new Int32{1, 2, 3, 4, 5};
 7     //获取一个指向数组第0元素的指针
 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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          小结

           今天的内容理论偏多代码偏少，由于关于数组我以为以CLR的角度看，不须要写声明，增删查，二维多维数组这些概念，还有数组的排序和复制,若是把数组的一个一个方法拿出来介绍可能并无多少必要性，而是分析一下数组在底层是一个怎样的分配，它和ArrayList还有List是什么关系，其实数组能够说是不少数据结构的基础。