7.5. Класс Array

Нельзя понять многие детали работы с массивами в C#, если не знать устройство класса Array из библиотеки FCL, потомками которого являются все классы-массивы.

Рассмотрим следующие объявления:

//Класс Array
int[ ] ar1 = new int[5];
double[ ] ar2 ={5.5, 6.6, 7.7};
int[ , ] ar3 = new Int32[3,4];

У всех классов, являющихся массивами, много общего, поскольку все они являются потомками класса System.Array. Класс System.Array наследует ряд интерфейсов: ICloneable, IList, ICollection, Enumerable, и обязан реализовать все их методы и свойства. Помимо наследования свойств и методов класса Object и вышеперечисленных интерфейсов, класс Array имеет довольно большое число собственных методов и свойств. Взгляните, как выглядит отношение наследования на семействе классов, определяющих массивы (рис. 24).

Благодаря такому мощному родителю (класс Object), над массивами определены самые разнообразные операции - копирование, поиск, обращение, сортировка, получение различных характеристик. Массивы можно рассматривать как коллекции и устраивать циклы ForEach для перебора всех элементов. Важно и то, что когда у семейства классов есть общий родитель, то можно иметь общие процедуры обработки различных потомков этого родителя. Для общих процедур работы с массивами характерно, что один или несколько формальных аргументов имеют родительский тип Array. Естественно, внутри такой процедуры может понадобиться анализ - какой реальный тип массива передан в процедуру.

Рисунок 24. Отношение наследования на классах-массивах

Рассмотрим пример подобной процедуры. Ранее для печати элементов массива использовались различные процедуры PrintAr1, PrintAr2 и так далее, по одной для каждого класса массива. Теперь приведем общую процедуру, формальный аргумент которой будет принадлежать родителю всех классов- массивов, что позволит передавать массив любого класса в качестве фактического аргумента:

public void PrintAr(string name, Array A) {
          Console.WriteLine(name);
          switch (A.Rank) {
          case 1:
            for (int i = 0; i < A.GetLength(0); i++)
            Console.Write("t" + name + "[{0}]={1}", i, A.GetValue(i));
            Console.WriteLine();
            break;
          case 2:
            for (int i = 0; i < A.GetLength(0); i++) {
                        for (int j = 0; j < A.GetLength(1); j++)
                                   Console.Write("t" + name + "[{0},{1}]={2}", i, j, A.GetValue(i, j));
                        Console.WriteLine();
            }
            break;
          default: break;
          }
} //PrintAr

Вот как выглядит создание массивов и вызов процедуры печати:

public void CreateTwoDimAr(int[,] A) {
          for (int i = 0; i < A.GetLength(0); i++)
            for (int j = 0; j < A.GetLength(1); j++ )
                        A[i,j] = rnd.Next(1, 100);
} //CreateTwoDimAr
public void TestCommonPrint() {
          //Класс Array
          int[] ar1 = new int[5];
          double[] ar2 ={ 5.5, 6.6, 7.7 };
          int[,] ar3 = new Int32[3, 4];
          Arrs.CreateOneDimAr(ar1);
          Arrs.PrintAr("ar1", ar1);
          Arrs.PrintAr("ar2", ar2);
          Arrs.CreateTwoDimAr(ar3);
          Arrs.PrintAr("ar3", ar3);
} //TestCommonPrint

Вот результаты вывода массивов ar1, ar2 и ar3 (рис. 25).

Рисунок 25. Печать массивов. Результаты работы процедуры PrintAr

Приведем некоторые комментарии.

Первое, на что следует обратить внимание: формальный аргумент процедуры принадлежит базовому классу Array, наследниками которого являются все массивы в CLR и, естественно, все массивы C#.

Для того чтобы сохранить возможность работы с индексами, как в одномерном, так и в двумерном случае, пришлось организовать разбор случаев. Свойство Rank, возвращающее размерность массива, используется в этом разборе.

К элементам массива A, имеющего класс Array, нет возможности прямого доступа в обычной манере - A [<индексы>], но зато есть специальные методы GetValue (<индексы>) и SetValue (<индексы>).

Естественно, разбор случаев можно продолжить, придав процедуре большую функциональность.

Отметим, если разбор случаев вообще не делать, а использовать PrintAr только для печати одномерных массивов, то она будет столь же проста, как и процедура PrintAr1, но сможет печатать любые одномерные массивы, независимо от типа их элементов.

Свойства класса Array

Основные свойства класса Array приведены в таблице 3. При работе с массивом его можно закрыть на время обработки (для чего используется соответствующее свойство SyncRoot), что запрещает его модификацию каким-либо потоком:

Array myCol = new int[ ];
lock( myCol.SyncRoot ) {
          foreach ( Object item in myCol )
          {
            // безопасная обработка массива
          }
}

Остальные представленные свойства не требуют особых комментариев.

Таблица 3. Свойства класса Array

Статические методы класса Array

Статические методы класса Array позволяют решать самые разнообразные задачи:

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

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

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

•Sort - осуществляет сортировку массива.

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

•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.

•CreateInstance - создание экземпляров класса.

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)

Все методы перегружены и имеют ряд модификаций. Большинство из

этих методов применимо только к одномерным массивам.

Динамические методы класса Array

Динамические методы класса Array представлены таблицей 4.

Таблица 4. Динамические методы класса Array