Массивы массивов и «непрямоугольные» массивы

Как следует из синтаксического определения, при объявлении типа массива можно задавать несколько спецификаторов размерностей. В стандарте приведен пример такого типа массивов (с тремя спецификаторами размерностей):

int [] ["] [,] — одномерный массив, элементы которого — трехмерные массивы, каждый с элементами типа «двумерный массив с элементами типа int». Такой массив можно рассматривать как массив массивов.

Так как размеры массивов, входящих как элементы в другой массив, могут быть разными, то массив массивов в общем случае не является «прямоугольным». Такие непрямоугольные массивы в литературе по C# называют jagged array (зубчатые массивы). Пример из стандарта:

int[][] j2 = new int[3][];

j2[0] = new int[] {1, 2, 3};

j2[1] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6};

j2[2] = new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};

Обратите внимание, что с помощью одной операции new невозможно создать массив массивов. В примере j2 — ссылка на объект типа массив массивов с элементами типа int. Выражение new int[3][] создает объект-массив с тремя элементами типа «ссылка на одномерный массив с элементами типа int». Каждая из этих ссылок доступна с помощью соответствующего выражения j2[0], j2[l], j2[2]. Однако вначале значения этих ссылок не определены. Только присвоив каждой из них результат выражения «new int [] инициализатор», мы связываем ссылки с конкретными одномерными массивами, память для которых за счет выполнения операции new будет выделена в куче.

Приведенные четыре объявления можно заменить одним, используя правила инициализации (количество операций new при этом не изменится) :

int[][] j3 = new int[3][].

{

new int[] {1, 2, 3},.

new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6},.

new int [ ] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.

};

При объявлении массива массивов, как и для других видов массивов, можно не применять инициализаторы, но тогда придется явно указать размеры массивов, и их элементы получат умалчиваемые значения.

Применяя инициализатор, разрешено опускать для массива массивов выражение с операцией new, например, декларировать массив таким образом:

int[][] j4 =.

{

new int[3], new int[6], new int[9].

};

В этом объявлении размер массива верхнего уровня задан списком инициализаторов. Размеры массивов нижнего уровня с элементами типа int здесь заданы явно, и значения элементов определяются по умолчанию как нулевые.

В качестве примера с непрямоугольным (зубчатым) массивом рассмотрим следующую программу, формирующую нижнюю нулевую треугольную матрицу. Элементам ее диагонали присвоим номера строк (нумерацию строк будем выполнять, начиная от 1). Для элементов над диагональю память выделяться не будет. Как в примере с единичной матрицей размер матрицы (число ее строк) будет вводить пользователь, как значение переменной int size. Текст программы:

// 07₀₆.cs — нижняя треугольная матрица using static System. Console; class Program {.

static void Main ().

{

int size;

do Write («size = «);

while (!int.TryParse (ReadLine (), out size) || size < 1); int[][] tre = new int[size][]; for (int j = 0; j < size; j++).

{

tre[j] = new int[j + 1]; tre[j][j] = j + 1;

}

for (int i = 0; i < tre. Length; i++, WriteLineQ) for (int j = 0; j < tre[i]. Length; j++).

Write (tre[i][j] + ««);

WriteLine («tre.Length = «+ tre. Length);

WriteLine («tre.Rank = «+ tre. Rank);

} }

Результат выполнения программы:

size = 4.

• 1
• 0 2 0 0 3 0 0 0 4

tre.Length = 4 tre. Rank = 1.

В программе объявлена ссылка tre на массив массивов. Операцией new определен одномерный массив из size элементов — ссылок на массивы. Каждый элемент tre[j] — ссылка на еще не существующий одномерный массив с элементами типа int. Эти массивы — реальные строки треугольной матрицы — формируются в цикле. Длина j-ro массива равна j + 1.

В цикле печати массива для определения числа элементов используется свойство Length. Выражение tre. Length возвращает число строк матрицы. Обратите внимание, что в отличие от многомерного массива свойство Length равно числу элементов только «верхнего» уровня массива массивов. Выражение tre [j]. Length позволяет определить длину j-й строки. Свойство Rank, относящееся к объекту типа int[ ][ ], равно 1, так как это одномерный массив ссылок на массивы. Остальное очевидно из результатов выполнения программы.

Декларируя ссылку на массив и объявляя конкретный объект — экземпляр массива, программист каждый раз определяет некоторый тип именно таких массивов, которые ему нужны. Синтаксис объявления этих типов мы уже разобрали и объяснили с помощью примеров. Следует обратить внимание, что имена этих типов массивов и синтаксис определения типов массивов не похожи на те конструкции, которые применяются для определения пользовательских классов как таковых (вводимых с помощью служебного слова class). Однако каждый декларируемый в программе тип массивов является настоящим классом и создается как производный (как наследник) системного класса Array. Будучи наследником, каждый тип массивов получает или по-своему реализует методы и свойства (см. табл. 7.1—7.3) класса Array. Следующая программа иллюстрирует возможности некоторых методов, о которых мы еще не говорили.

// 07₀₇.cs — методы и свойства класса Array using static System. Console; class Program {.

static void Main ().

{

doublet,] ar = {.

{10, -7, 0, 7},.

{-3, 2.099, 6, 3.901),.

{5, -1, 5, 6),.

};

WriteLine («ar.Rank = «+ ar. Rank);

WriteLine («ar.GetUpperBound (l) = «+ ar. GetUpperBound (l));

WriteLine («ar.GetLength (l) = «+ ar. GetLength (l));

for (int i = 0; i < ar. GetLength (0); i++, WriteLine ()) for (int j = 0; j <= ar. GetUpperBound (l); j++).

Write («» + ar[i, j]);

}

>

Результат выполнения программы: ar. Rank = 2.

ar.GetUpperBound (l) = 3.

ar.GetLength (l) = 4.

• 10 -7 0 7
• -В 2,099 б 3,901
• 5 -15 6

В программе определен и инициализирован двумерный массив с элементами типа double. Результаты выполнения программы поясняют особенности свойств и методов типа массивов doublet,], производного от класса Array. Обратите внимание, что GetUpperBound (l) — верхняя граница второго индекса, а не количество значений этого индекса.