Массивы как коллекции

В ряде задач массивы C# целесообразно рассматривать как коллекции, не используя систему индексов для поиска элементов. Это, например, задачи, требующие однократного или многократного прохода по всему массиву - нахождение суммы элементов, нахождение максимального элемента, печать элементов. В таких задачах вместо циклов типа For по каждому измерению достаточно рассмотреть единый цикл For Each по всей коллекции. Эта возможность обеспечивается тем, что класс Array наследует интерфейс IEnumerable. Обратите внимание, этот интерфейс обеспечивает только возможность чтения элементов коллекции (массива), не допуская их изменения. Применим эту стратегию и построим еще одну версию процедуры печати. Эта версия будет самой короткой и самой универсальной, поскольку подходит для печати массива, независимо от его размерности и типа элементов. Вот ее код:

public static void PrintCollection(string name,Array A)

{

Console.WriteLine(name);

foreach (object item in A )

Console.Write("\t {0}", item);

Console.WriteLine();

}//PrintCollection

Конечно, за все нужно платить. Платой за универсальность процедуры печати является то, что многомерный массив печатается как одномерный без разделения элементов на строки.

К сожалению, ситуация с чтением и записью элементов массива не симметрична. Приведу вариант процедуры CreateCollection:

public static void CreateCollection(Array A)

{

int i=0;

foreach (object item in A )

//item = rnd.Next(1,10); //item read only

A.SetValue(rnd.Next(1,10), i++);

}//CreateCollection

Заметьте, эту процедуру сделать универсальной не удается, поскольку невозможно модифицировать элементы коллекции. Поэтому цикл For Each здесь ничего не дает, и разумнее использовать обычный цикл. Данная процедура не универсальна и позволяет создавать элементы только для одномерных массивов.

Сортировка и поиск. Статические методы класса Array

Статические методы класса Array позволяют решать самые разнообразные задачи:

1. Copy - позволяет копировать весь массив или его часть в другой массив.

2. IndexOf, LastIndexOf - определяют индексы первого и последнего вхождения образца в массив, возвращая -1, если такового вхождения не обнаружено.

3. Reverse - выполняет обращение массива, переставляя элементы в обратном порядке.

4. Sort - осуществляет сортировку массива.

5. BinarySearch - определяет индекс первого вхождения образца в отсортированный массив, используя алгоритм двоичного поиска.

Все методы перегружены и имеют ряд модификаций. Большинство из этих методов применимо только к одномерным массивам. Приведу примеры различных операций, доступных при работе с массивами, благодаря наследованию от класса Array:

public void TestCollection()

{

//операции над массивами

int nc = 7;

int[] col1 = new int[nc], col2 = new int[nc];

double[] col3 = new double[nc];

int[,] col4 = new int[2,2];

Arrs.CreateCollection(col1);

Arrs.PrintCollection("col1",col1);

Arrs.CreateCollection(col2);

Arrs.PrintCollection("col2",col2);

Arrs.CreateCollection(col3);

Arrs.PrintCollection("col3",col3);

Arrs.CreateTwoDimAr(col4);

Arrs.PrintCollection("col4",col4);

//сортировка, поиск, копирование

// поиск элемента

int first = Array.IndexOf(col1, 2);

int last = Array.LastIndexOf(col1,2);

if (first == -1)

Console.WriteLine("Нет вхождений 2 в массив col1");

else if (first ==last)

Console.WriteLine("Одно вхождение 2 в массив col1");

else

Console.WriteLine("Несколько вхождений 2 в массив col1");

//first = Array.IndexOf(col4, 4);

//только одномерный массив

Array.Reverse(col1);

Console.WriteLine("Обращение массива col1:");

Arrs.PrintCollection("col1",col1);

//Копирование

Array.Copy(col1, col3, col1.Length);

Console.WriteLine(" Массив col3 после копирования массива col1:");

Arrs.PrintCollection("col3",col3);

Array.Copy(col1,1,col2,1,2);

Console.WriteLine("копирование двух элементов col1 в col2:");

Arrs.PrintCollection("col1",col1);

Arrs.PrintCollection("col2",col2);

//быстрая сортировка Хоара

Array.Sort(col1);

Console.WriteLine("Отсортированный массив col1:");

Arrs.PrintCollection("col1",col1);

first = Array.BinarySearch(col1, 2);

Console.WriteLine("Индекс вхождения 2 в col1: {0}",first);

//Создание экземпляра (массива)

Array my2Dar = Array.CreateInstance(typeof(double), 2,3);

Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

//клонирование

my2Dar = (Array)col4.Clone();

Console.WriteLine("Массив my2Dar после клонирования

col4:");

Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

//копирование CopyTo

col1.CopyTo(col2,0);

Console.WriteLine("Массив col2 после копирования col1:");

Arrs.PrintCollection("col2",col2);

}

В этой процедуре продемонстрированы вызовы различных статических методов класса Array. Для метода Copy показан вызов двух реализаций этого метода, когда копируется весь массив и часть массива. Закомментированный оператор вызова метода IndexOf напоминает о невозможности использования методов поиска при работе с многомерными массивами. Приведу результаты вывода, порожденные этим кодом.

Рис. 12.3.  Результаты применения статических методов класса Array

Таблица 12.1. Свойства класса Array
Свойство		Родитель	Описание
IsFixedSize		Интерфейс IList	True, если массив статический
IsReadOnly		Интерфейс IList	Для всех массивов имеет значение false
IsSynchronized		Интерфейс ICollection	True или False, в зависимости от того, установлена ли синхронизация доступа для массива
SyncRoot		Интерфейс ICollection	Собственный метод синхронизации доступа к массиву. При работе с массивом его можно закрыть на время обработки, что запрещает его модификацию каким-либо потоком: Array myCol = new int[]; lock( myCol.SyncRoot ) { foreach ( Object item in myCol ) { // безопасная обработка массива }
Length			Число элементов массива
Rank			Размерность массива
Таблица 12.2. Статические методы класса Array
Метод	Описание
BinarySearch	Двоичный поиск. Описание и примеры даны в тексте
Clear	Выполняет начальную инициализацию элементов. В зависимости от типа элементов устанавливает значение 0 для арифметического типа, false - для логического типа, Null для ссылок, "" - для строк.
Copy	Копирование части или всего массива в другой массив. Описание и примеры даны в тексте
CreateInstance	Класс Array, в отличие от многих классов, может создавать свои экземпляры не только с помощью конструктора new, но и при вызове метода CreateInstance: Array my2Dar = Array.CreateInstance(typeof(double), 2,2)
IndexOf	Индекс первого вхождения образца в массив. Описание и примеры даны в тексте
LastIndexOf	Индекс последнего вхождения образца в массив. Описание и примеры даны в тексте
Reverse	Обращение одномерного массива. Описание и примеры даны в тексте
Sort	Сортировка массива. Описание и примеры даны в тексте