第07章数组与集合

1第7章数组与集合目标学习完本章之后，你应该能够掌握以下概念：数组ArrayListHashTableQueueStack引言在C#中数组和集合是两个非常重要的概念，这两种类型都可以存储多个数据，在程序中有着非常多的应用。本章将对这两种复杂数据类型进行讲述。7.1数组数组是大部分编程语言中都支持的一种数据类型，无论C语言、C++还是C#以及Java都支持数组的概念。学习过其他编程语言的读者可以快速阅读本节内容。7.1.1什么是数组数组是一组具有相同类型和名称的变量的集合，如一组整数、一组字符等。组成数组的这些变量称为数组的元素。每个数组元素都有一个编号，这个编号叫做下标，C#中的下标是从O开始的，最大的下标等于数组元素个数减一。C#中可以通过下标来区别这些元素。数组元素的个数有时也称之为数组的长度。数组类型是通过指定数组的元素类型、数组的秩(维数)和数组每个维度的上限和下限来定义的。也就是说，一个数组的定义中包含以下几个要素：元素类型数组的维数每个维数的上下限这几个要素规定了定义数组的必要条件。首先，给定类型的数组只能保存该类型的元素。其次要规定数组的维数，读者可以用几何的知识理解数组的维数，可以用一维坐标轴来理解一维数组；用平面直角坐标系来理解二维数组；用三维立体坐标系来理解三维数组等。再次，数组必须规定每个维数的大小。数组的元素表示了某一种确定的类型，如整数或字符串等，那么数组的确切含义是什么呢?数组类型的值是对象。数组对象被定义为存储数组元素类型值的一系列位置。也就是说，数组是一个存储一系列元素位置的对象。数组中存储位置的数量由数组的秩和边界来确定。数组类型从类型System．Array继承而来。System．Array类表示所有的数组，不论这些数组的元素类型或秩如何。对数组定义的操作有：根据大小和下限信息分配数组；编制数组索引以读取或写入值；计算数组元素的地址；以及查询秩、边界和数组中存储的值的总数。27.1.2数组的定义数组的定义采用以下方式:Type[]name如:int[]anIntArray；anIntArray=(1，2，3}；上述代码定义了一个数组并对其进行了初始化。上述工作也可以一次完成，代码如下：int[]anIntArray={1，2，3}数组还有另外一种初始化方式，即指定数组大小并用new关键字初始化数组的元素：int[]anIntArray=newint[3]；在上述代码中，．NET将会为数组中的每一个元素赋予同一个默认值。对于Int型的变量来说这个默认值是0。7.1.3数组的索引数组的索引也就是通常所说的数组下标，英文为Index。数组的索引是从0开始的。对于一个大小为门的数组来说，其索引从0开始，到n-1为止。以下代码演示了数组索弓I的用法：namespaceExample7_1{classProgram{staticvoidMain(string[]args){int[]myIntArray=newint[5];//设置数组中各个元素的值myIntArray[0]=1；myIntArray[1]=5；myIntArray[2]=10：myIntArray[3]=15：myIntArray[4]=20：／／使用索引依次访问数组中的元素，并输出。console．writeLine(数组中的第一个元素是{0}，myIntArray[0]);3console．writeLine(数组中的第二个元素是{0}，myIntArray[1]);console．writeLine(数组中的第三个元素是{0}，myIntArray[2]);console．writeLine(数组中的第四个元素是{o}，myIntArray[3]);console．writeLine(数组中的第五个元素是{0}，myIntArray[4]);console．ReadLine();}}}代码对数组的每个元素依次赋值，并显示其内容。其运行结果如下:数组中的第一个元素是1数组中的第二个元素是5数组中的第三个元素是10数组中的第四个元素是15数组中的第五个元素是20上述代码中如果发生了如myIntArray[5]的访问方式，则会引发IndexoutofRangeException异常。这种异常的出现是显然的，由于数组中只有5个元素，其索引从0到4。因此，采用myIntArray[5]这样的访问方式等于访问一个不存在的元素。所以VisualC#2005会给出异常提示。上述讲解只涉及一维数组，其实数组可以具有多个维度。以下代码声明了一个二维数组：int[,]myArray=newint[2，2]；也可以对其进行如下定义int[，]myArray={{2，4)，{6，8}};同理可以声明三维等多维数组，如：int[，，]myArray=newint[2，2，2];多维数组的索引与一维数组并无太大差别，如上述二维数组中6的索引为myArray[1，0]。还有一种特殊的数组称为交错数组，这种数组的元素是数组。交错数组元素的维度和大小可以不同。交错数组有时称为“数组的数组”。如下的代码声明一个交错数组：int[][]myArray=newint[3][]；此数组由3个元素构成，每个元素都是一个数组。同样，访问交错数组中的元素必须对其进行初始化：myArray[0]=newint[2];myArray[1]=newint[3];myAtray[2]=newint[4];4这几个元素即通常的数组，可以按照对一般数组的操作进行。以下代码演示了交错数组的应用:usingSystem；usingSystem．Collections．Generic;usingSystem．Text;namespaceExample7_2{clasSProgram{staticvoidMain(string[]args){／／定义一个包含3个数组元素的交错数组。int[][]myArray=newint[3][]；／／初始化所有3个数组元素。myArray[O]=newint[1]{1}；myArray[1]=newint[2]{2，3};myArray[2]=newint[3]{4，5，6}；／／依次输出数组中的所有元素。Console．WriteLine(数组中的第一个元素是{0}，myArray[0][0]);Console．WriteLine(数组中的第二个元素是{0}，myArray[1][0]);Console．WriteLine(数组中的第三个元素是{0}，myArray[1][1]);Console．WriteLine(数组中的第四个元素是{0}，myArray[2][0]);Console．WriteLine(数组中的第五个元素是{0}，myArray[2][1]);Console．WriteLine(数组中的第六个元素是{0}，myArray[2][2]);Console．ReadLine();}}}该程序比较简单，其运行结果如下:数组中的第一个元素是1数组中的第二个元素是2数组中的第三个元素是35数组中的第四个元素是4数组中的第五个元素是5数组中的第六个元素是67.1.4数组的遍历读者可以从前面的小节中看到，尽管可以采用索引访问数组中的所有元素，但是这种方法还是极其烦琐和复杂的。在程序中不可能采用这种方法依次访问数组中的每个元素。这样不仅代码量非常多，编程效率也低下。针对这种问题，C#提供了foreach语句以实现数组的遍历功能。可以使用foreachl语句访问数组中的每个元素而不需要确切地知道每个元素的索引。其示例如下：usingSystem；usingSystem．Collections．Generic;usingSystem．Text;namespaceExample7_3{classProgram{staticvoidMain(string[]args){int[]myArray=newint[5]{14，25，7，36，53)；／／采用foreach语句对myArray进行遍历foreach(intnumberinmyArray){Console．writeLine(number)；}Console．Readline();}}}foreach语句可以方便地遍历到数组中的每一个元素，上述代码的运行结果如下1425763653以下代码实现对交错数组的遍历:usingSystem；usingSystem．Collections．Generic;usingSystem．Text;namespaceExample7_4classProgramstaticVoidMain(String[]args){int[][]myArray=newint[3][]；myArray[0]=newint[1]{1};myArray[1]=newint[2]{2,3};myArray[2]=newint[3]{4,5,6};／／对交错数组myArray的外层数组进行遍历foreach(int[]numberinmyArray){／／对交错数组myArray的内层数组进行遍历foreach(intiinnumber){Console．WriteLine(”Elementinarray：{0}”，i);}}Console．ReadLine();}}采用两次foreach遍历输出数组中的int型变量。其运行结果如下E1ementinarray：1E1ementinarray：2E1ementinarray：3E1ementinarray：4E1ementinarray：57E1ementinarray：67.1.5数组元素的清空由于数组是不可变大小的，其大小在初始化时已经确定，因此，数组元素的清空只是将部分元素设置为0、false或空，这和数组元素的类型有关。为此，C#中提供了Array．Clear方法。Array．Clear方法的定义如下：publicstaticvoidClear{Arrayarray，intindex，intlength}参数array为要进行删除操作的数组，index为要清除的一系列元素的起始索引，length为要清除的元素数。以下代码演示了Array．Clear的功能：singSystem；usingSystem．Collections．Generic;usingSystem．Text;usingSystem．Collections：namespaceExample7_5classProgramstaticvoidMain(string[]args){int[]myArray=newint[5]{1，2，3，4，5);／／输出未清空时数组的元素值。foreach(intiinmyArray){Console．WriteLine(i);}Array．Clear(myArray，1，2)；／／从myArray数组的l号索引元素开始清空两个元素值。／／输出变化之后的结果和数组的长度。Console．WriteLine(AfterCleared：);Console．WriteLine(ThelengthofmyArrayis{O}，myArray．Length);8／／输出变化后数组的内容。foreach(intiinmyArray){Console．WriteLine(i)；}Console．ReadLine();}}}程序运行结果如下:12345AfterCleared：ThelengthOfmyArrayis51OO45可以看到数组中第2个和第3个元素已经被赋值为0，这是因为数组元素是整型，但是数组的长度依然没有变化。7.1.6数组的查找由于数组的特性，如需查找其中的某个元素，则只能对其遍历比较。而C#为数组提供了Array．IndexOf和Array．LastlndexOf方法用于查找数组中的元素。以下代码演示了Array．IndexOf和Array．LastlndexOf方法的功能：usingsystem；usi