C# 数组（Array）
关键点
- 研究表明，C# 数组（Array）是一种固定大小、存储相同类型元素的数据结构，适合高效存储和访问数据。
- 证据倾向于认为，C# 数组通过
System.Array类实现，支持一维、多维和交错数组，但其固定大小和性能优化存在争议。 - 部分观点认为，对于动态大小的数据，
List<T>可能比数组更灵活。
C# 数组简介
什么是 C# 数组？
C# 数组（Array）是一种数据结构，用于存储固定数量的相同类型元素。数组中的元素通过索引访问，索引从 0 开始。数组是引用类型，基于 System.Array 类，提供高效的内存管理和快速访问。
为什么使用数组？
- 高效访问：通过索引直接访问元素，时间复杂度为 O(1)。
- 内存优化：固定大小，内存分配连续，适合性能敏感场景。
- 简单易用：适合存储和处理有序数据，如列表或矩阵。
基本用法
数组通过声明类型、长度和初始化来使用。示例：
int[] numbers = new int[5]; // 声明一个长度为 5 的整数数组
numbers[0] = 1; // 赋值
Console.WriteLine(numbers[0]); // 输出：1C# 数组详解
背景与定义
根据可靠的中文在线资源（如菜鸟教程、Microsoft Learn 和 CSDN 博客），C# 数组是基于 System.Array 类的引用类型，用于存储固定大小的相同类型元素。数组在内存中连续分配，适合高效访问和操作数据。研究表明，C# 数组自 .NET Framework 以来就是核心数据结构，广泛应用于数据处理、算法实现和游戏开发等领域。
与动态数据结构（如 List<T>）相比，数组的固定大小使其更高效，但也限制了灵活性。C# 支持一维数组、多维数组和交错数组（数组的数组），满足不同场景需求。
C# 数组的核心特性
- 声明与初始化
- 声明：指定元素类型和数组名称，格式为
type[] name。 - 初始化：使用
new关键字分配内存，或直接赋值。 - 示例：
csharp int[] numbers = new int[3]; // 声明并分配长度为 3 的数组 numbers = new int[] { 1, 2, 3 }; // 初始化赋值 // 或简写 int[] numbers = { 1, 2, 3 };
- 访问与修改
- 通过索引访问元素，索引从 0 开始。
- 示例：
csharp int[] numbers = { 10, 20, 30 }; Console.WriteLine(numbers[1]); // 输出：20 numbers[1] = 25; // 修改元素
- 数组类型
- 一维数组：最简单的数组类型，存储线性数据。
csharp string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" }; - 多维数组：用于存储矩阵或表格数据，支持矩形数组。
csharp int[,] matrix = new int[2, 3]; // 2行3列 matrix[0, 0] = 1; // 赋值 - 交错数组（数组的数组）：每个元素是一个数组，长度可不同。
csharp int[][] jagged = new int[3][]; jagged[0] = new int[] { 1, 2 }; jagged[1] = new int[] { 3, 4, 5 }; jagged[2] = new int[] { 6 };
- 常用属性与方法
Length：返回数组的总元素数。Rank：返回数组的维数（一维为 1，多维为 2 或更高）。- 方法（来自
System.Array）：Array.Sort(array)：排序数组。Array.Reverse(array)：反转数组。Array.IndexOf(array, value)：查找元素索引。Array.Resize(ref array, newSize)：调整数组大小（实际创建新数组）。
- 示例：
csharp int[] numbers = { 3, 1, 4, 1, 5 }; Console.WriteLine(numbers.Length); // 输出：5 Array.Sort(numbers); // 排序后：{1, 1, 3, 4, 5}
- 数组边界检查
- C# 自动检查数组索引是否越界，若越界抛出
IndexOutOfRangeException。 - 示例：
csharp int[] numbers = new int[3]; // numbers[3] = 10; // 抛出 IndexOutOfRangeException
数组的实际应用
数组在以下场景中广泛使用：
- 数据存储：存储有序数据，如学生成绩列表。
double[] grades = { 85.5, 90.0, 78.5 };
double average = grades.Average();- 矩阵运算：多维数组用于数学计算或图像处理。
int[,] matrix = { { 1, 2 }, { 3, 4 } };- 游戏开发：交错数组用于存储动态地图或关卡数据。
int[][] map = new int[3][];
map[0] = new int[] { 0, 1, 0 };完整示例
以下是一个展示数组各种用法的完整示例：
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 一维数组
int[] numbers = { 3, 1, 4, 1, 5 };
Console.WriteLine($"Length: {numbers.Length}"); // 输出：5
Array.Sort(numbers);
Console.WriteLine($"Sorted: {string.Join(", ", numbers)}"); // 输出：1, 1, 3, 4, 5
// 多维数组
int[,] matrix = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };
Console.WriteLine($"Matrix element [1,2]: {matrix[1, 2]}"); // 输出：6
// 交错数组
int[][] jagged = new int[2][];
jagged[0] = new int[] { 1, 2 };
jagged[1] = new int[] { 3, 4, 5 };
Console.WriteLine($"Jagged[1][2]: {jagged[1][2]}"); // 输出：5
}
}数组的注意事项与争议
- 固定大小：数组大小在创建后不可更改，需使用
Array.Resize（实际创建新数组）调整大小。部分开发者认为，List<T>因动态大小更灵活。 - 性能优化：数组的连续内存分配使其访问效率高，但大数据量下需注意内存分配和垃圾回收。
- 边界检查开销：C# 的自动边界检查增加了微小性能开销，但在现代 .NET（如 .NET 8）中已优化。
- 争议：部分观点认为，对于动态数据或频繁增删操作，
List<T>或其他集合类比数组更适合。研究表明，数组在固定大小、高性能场景下仍具优势。
用户反馈与社区动态
从 CSDN 博客和博客园的评论可以看到，用户对 C# 数组的学习需求较高。例如，“Monkhhy”（26天前）称赞数组教程浅显易懂，适合初学者；“hz1538”（11个月前）询问数组与 List<T> 的性能对比，反映用户对实际应用的关注。社区讨论还包括多维数组在游戏开发中的优化，显示数组的广泛应用。
参考资源
以下是获取更多 C# 数组相关信息的可靠资源：
总结
C# 数组是一种高效、固定大小的数据结构，适合存储和处理有序数据。通过一维、多维和交错数组，开发者可以满足不同场景需求。掌握数组的声明、操作和优化技巧，能显著提升代码性能和可读性，尤其在高性能计算和游戏开发中表现突出。希望本文的介绍能为用户提供清晰的入门指引，更多细节可参考上述资源深入学习。