C# 一分钟浅谈：数组与集合类的基本操作

Jimaks

发布于 2024-09-25 07:59:27

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发布于 2024-09-25 07:59:27

文章被收录于专栏：大数据

引言

数组和集合类是编程中非常基础且重要的数据结构。在 C# 中，数组和集合类提供了丰富的功能，用于存储和操作数据。本文将详细介绍 C# 中数组和集合类的基本操作，并探讨一些常见的问题及其解决方法。

数组

数组是一种基本的数据结构，用于存储相同类型的元素。数组中的每个元素都有一个索引，索引从 0 开始。

创建数组

// 创建整型数组
int[] numbers = new int[5];  // 定长数组

// 初始化数组
int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

常见操作

访问元素

numbers[0] = 10;  // 修改第一个元素
int first = numbers[0];  // 获取第一个元素

遍历数组

for (int i = 0; i < numbers.Length; i++) {
    Console.WriteLine(numbers[i]);
}

foreach (int num in numbers) {
    Console.WriteLine(num);
}

常见问题及解决方法

问题 1: 索引越界

访问数组时，索引超出范围会导致 IndexOutOfRangeException。

解决方法

检查索引范围：确保索引在有效范围内。
使用条件语句：使用条件语句来避免越界访问。

示例代码

假设我们需要访问数组的最后一个元素，但索引越界：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

        try {
            Console.WriteLine(numbers[5]);  // 索引越界
        } catch (IndexOutOfRangeException ex) {
            Console.WriteLine("索引越界: " + ex.Message);
        }
    }
}

修正后的代码如下：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

        if (numbers.Length > 5) {
            Console.WriteLine(numbers[5]);
        } else {
            Console.WriteLine("索引越界");
        }
    }
}

问题 2: 数组长度不可变

数组一旦创建，其长度就不可改变。

解决方法

使用集合类：使用集合类（如 List<T>）来实现动态扩展。
重新分配内存：手动重新分配数组内存并复制数据。

示例代码

假设我们需要在数组末尾添加一个新元素：

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

        int[] newNumbers = new int[numbers.Length + 1];
        Array.Copy(numbers, newNumbers, numbers.Length);
        newNumbers[newNumbers.Length - 1] = 6;

        foreach (int num in newNumbers) {
            Console.WriteLine(num);
        }
    }
}

集合类

集合类提供了更灵活的数据存储方式，其中最常用的是 List<T> 类。

创建集合

List<int> numbers = new List<int>();  // 动态扩展列表

常见操作

添加元素

numbers.Add(1);  // 添加单个元素
numbers.AddRange(new int[] { 2, 3, 4 });  // 添加多个元素

访问元素

numbers[0] = 10;  // 修改第一个元素
int first = numbers[0];  // 获取第一个元素

遍历集合

for (int i = 0; i < numbers.Count; i++) {
    Console.WriteLine(numbers[i]);
}

foreach (int num in numbers) {
    Console.WriteLine(num);
}

删除元素

numbers.Remove(1);  // 移除指定元素
numbers.RemoveAt(0);  // 移除指定索引处的元素

查找元素

bool contains = numbers.Contains(1);  // 是否包含指定元素
int index = numbers.IndexOf(1);  // 获取指定元素的索引

常见问题及解决方法

问题 1: 索引越界

访问集合时，索引超出范围会导致 ArgumentOutOfRangeException。

解决方法

检查索引范围：确保索引在有效范围内。
使用条件语句：使用条件语句来避免越界访问。

示例代码

假设我们需要访问集合的最后一个元素，但索引越界：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

        try {
            Console.WriteLine(numbers[5]);  // 索引越界
        } catch (ArgumentOutOfRangeException ex) {
            Console.WriteLine("索引越界: " + ex.Message);
        }
    }
}

修正后的代码如下：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

        if (numbers.Count > 5) {
            Console.WriteLine(numbers[5]);
        } else {
            Console.WriteLine("索引越界");
        }
    }
}

问题 2: 集合容量不足

当集合中的元素数量超过初始容量时，可能会导致性能下降。

解决方法

预设集合容量：在创建集合时预设容量。
使用集合类的 TrimExcess 方法：优化集合的容量。

示例代码

假设我们需要创建一个集合并添加大量元素：

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int>(1000);  // 预设容量为 1000

        for (int i = 1; i <= 1000; i++) {
            numbers.Add(i);
        }

        Console.WriteLine("集合容量: " + numbers.Capacity);

        numbers.TrimExcess();  // 优化集合容量
        Console.WriteLine("优化后的集合容量: " + numbers.Capacity);
    }
}

示例代码：综合应用

假设我们需要实现一个简单的计算器，计算数组和列表的总和。

数组

using System;

class Program
{
    static int SumArray(int[] arr)
    {
        int sum = 0;
        foreach (int num in arr) {
            sum += num;
        }
        return sum;
    }

    static void Main()
    {
        int[] numbers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };
        int sum = SumArray(numbers);
        Console.WriteLine("数组总和: " + sum);
    }
}

集合

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static int SumList(List<int> list)
    {
        int sum = 0;
        foreach (int num in list) {
            sum += num;
        }
        return sum;
    }

    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        int sum = SumList(numbers);
        Console.WriteLine("集合总和: " + sum);
    }
}

总结

通过本文的介绍，你已经掌握了 C# 中数组和集合类的基本操作，并了解了一些常见的问题及其解决方法。正确地使用数组和集合类可以使程序逻辑更加清晰和高效。在实际编程中，要注意以下几点：

数组长度固定：数组一旦创建，其长度不可改变。
集合类动态扩展：集合类如 List<T> 可以动态扩展，适合存储不确定数量的元素。
索引越界：访问数组或集合时，确保索引在有效范围内。
预设容量：在创建集合时预设容量，提高性能。

继续深入学习 C# 的其他知识点，你将能够更加熟练地使用这门语言进行开发。

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原始发表：2024-09-25，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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