3664

Клас Array і нові можливості масивів

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Клас Array і нові можливості масивів Клас Array Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення: Клас Array...

Украинкский

2012-11-05

90.5 KB

5 чел.

Клас Array і нові можливості масивів

Клас Array

Не можна зрозуміти багато деталей роботи з масивами в C#, якщо не знати пристрій класу Array з бібліотеки FCL, нащадками якого є всі класи-масиви. Розглянемо наступні оголошення:

//Клас Array

        int[] ar1 = new int[5];

        double[] ar2 ={5.5, 6.6, 7.7};

        int[,] ar3 = new Int32[3,4];

Задамося природним запитанння: до якого або до яких класів належать об'єкти ar1, ar2 й ar3? Відповідь проста: всі вони належать до різних класів. Змінна ar1 належить до класу int[] - одномірному масиву значень типу int, ar2 - double[] - одномірному масиву значень типу double, ar3 - двовимірному масиву значень типу int. Наступне закономірне питання: а що загального є в цих трьох об'єктів? Насамперед, всі три класи цих об'єктів, як й інші класи, є нащадками класу Object, а тому мають загальні методи, успадковані від класу Object і доступні об'єктам цих класів.

У всіх класів, що є масивами, багато загального, оскільки всі вони є нащадками класу System.Array. Клас System.Array успадковує ряд інтерфейсів: ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, а, отже, зобов'язаний реалізувати всі їхні методи й властивості. Крім спадкування властивостей і методів класу Object і перерахованих вище інтерфейсів, клас Array має досить велике число власних методів і властивостей. Гляньте, як виглядає відношення спадкування на сімействі класів, що визначають масиви.


Рис. 14.1. 
Відношення спадкування на класах-масивах

Завдяки такому потужному батькові, над масивами визначені найрізноманітніші операції - копіювання, пошук, обіг, сортування, одержання різних характеристик. Масиви можна розглядати як колекції й улаштовувати цикли ForEach для перебору всіх елементів. Важливо й те, що коли в сімейства класів є загальний батько, то можна мати загальні процедури обробки різних нащадків цього батька. Для загальних процедур роботи з масивами характерно, що один або кілька формальних аргументів мають батьківський тип Array. Природно, усередині такої процедури може знадобитися аналіз - який реальний тип масиву переданий у процедуру.

Розглянемо приклад подібної процедури. Раніше я для печатки елементів масиву використав різні процедури PrintAr1, PrintAr2 і так далі, по однієї для кожного класу масиву. Тепер я приведу загальну процедуру, формальний аргумент якої буде належати батькові всіх класів-масивів, що дозволить передавати масив будь-якого класу як фактичний аргумент:

public static 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

От як виглядає створення масивів і виклик процедури печаті:

public void TestCommonPrint()

{

  //Клас 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

От результати виводу масивів ar1, ar2 й ar3.

Рис.14.2. Печать масивів. Результати роботи процедури PrintAr

Приведу деякі коментарі.

Перше, на що варто звернути увагу: формальний аргумент процедури належить базовому класу Array, спадкоємцями якого є всі масиви в CLR й, природно, всі масиви C#.

Для того щоб зберегти можливість роботи з індексами, як в одномірному, так й у двовимірному випадку, довелося організувати розбір випадків. Властивість Rank, що повертає розмірність масиву, використовується в цьому розборі.

До елементів масиву A, що має клас Array, немає можливості прямого доступу у звичайній манері - A [<індекси>], але зате є спеціальні методи GetValue (<індекси>) і SetValue (<індекси>).

Природно, розбір випадків можна продовжити, додавши процедурі більшу функціональність.

Помітьте, якщо розбір випадків взагалі не робити, а використати PrintAr тільки для печатки одномірних масивів, то вона буде настільки ж проста, як і процедура PrintAr1, але зможе друкувати будь-які одномірні масиви, незалежно від типу їхніх елементів.

Масиви як колекції

У ряді завдань масиви C# доцільно розглядати як колекції, не використовуючи систему індексів для пошуку елементів. Це, наприклад, завдання, що вимагають однократного або багаторазового проходу по всьому масиві - знаходження суми елементів, знаходження максимального елемента, печать елементів. У таких завданнях замість циклів типу For по кожному вимірі досить розглянути єдиний цикл For Each по всій колекції. Ця можливість забезпечується тим, що клас Array успадковує інтерфейс IEnumerable. Зверніть увагу, цей інтерфейс забезпечує тільки можливість читання елементів колекції (масиву), не допускаючи їхньої зміни. Застосуємо цю стратегію й побудуємо ще одну версію процедури печаті. Ця версія буде самою короткою й самою універсальною, оскільки підходить для печаті масиву, незалежно від його розмірності й типу елементів. От її 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

Звичайно, за все потрібно платити. Платою за універсальність процедури печатки є те, що багатомірний масив друкується як одномірний без поділу елементів на рядки.

На жаль, ситуація із читанням і записом елементів масиву не симетрична. Приведу варіант процедури 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

Помітьте, цю процедуру зробити універсальною не вдається, оскільки неможливо модифікувати елементи колекції. Тому цикл For Each тут нічого не дає, і розумніше використати звичайний цикл. Дана процедура не універсальна й дозволяє створювати елементи тільки для одномірних масивів.

Сортування й пошук. Статичні методи класу Array

Статичні методи класу Array дозволяють вирішувати найрізноманітніші завдання:

  1.  Copy - дозволяє копіювати весь масив або його частину в інший масив.
  2.  IndexOf, LastIndexOf - визначають індекси першого й останнього входження зразка в масив, повертаючи -1, якщо такого входження не виявлено.
  3.  Reverse - виконує обіг масиву, переставляючи елементи у зворотному порядку.
  4.  Sort - здійснює сортування масиву.
  5.  BinarySearch - визначає індекс першого входження зразка у відсортований масив, використовуючи алгоритм двійкового пошуку.

Всі методи перевантажені й мають ряд модифікацій. Більшість із цих методів застосовано тільки до одномірних масивів. Приведу приклади різних операцій, доступних при роботі з масивами, завдяки спадкуванню від класу Array:

public void TestCollection()

{

  //операції над масивами

  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);

  //сортування, пошук, копіювання

  // пошук елемента

  int first = Array.IndexOf(col1, 2);

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

  if (first == -1)

     Console.WriteLine("Немає входжень 2 у масив col1");

  else if (first ==last)

     Console.WriteLine("Одне входження 2 у масив col1");

  else

     Console.WriteLine("Кілька входжень 2 у масив col1");

  //first = Array.IndexOf(col4, 4);

  //тільки одномірний масив

  Array.Reverse(col1);

  Console.WriteLine("Обіг масиву col1:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  //Копіювання

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

  Console.WriteLine(" Масив col3 після копіювання масиву col1:");

  Arrs.PrintCollection("col3",col3);

  Array.Copy(col1,1,col2,1,2);

  Console.WriteLine("копіювання двох елементів col1 в col2:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  Arrs.PrintCollection("col2",col2);

  //швидке сортування Хоара

  Array.Sort(col1);

  Console.WriteLine("Відсортований масив col1:");

  Arrs.PrintCollection("col1",col1);

  first = Array.BinarySearch(col1, 2);

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

  //Створення екземпляра (масиву)

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

  Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

  //клонування

  my2Dar = (Array)col4.Clone();

  Console.WriteLine("Масив my2Dar після клонування

     col4:");

  Arrs.PrintCollection("my2Dar",my2Dar);

  //копіювання CopyTo

  col1.CopyTo(col2,0);

  Console.WriteLine("Масив col2 після копіювання col1:");

  Arrs.PrintCollection("col2",col2);

}

У цій процедурі продемонстровані виклики різних статичних методів класу Array. Для методу Copy показаний виклик двох реалізацій цього методу, коли копіюється весь масив і частина масиву. Закоментований оператор виклику методу IndexOf нагадує про неможливість використання методів пошуку при роботі з багатомірними масивами. Приведу результати виводу.

Рис. 14.3.  Результати застосування статичних методів класу Array


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

24168. Отмена крепостного права. Реформы 60-70-х годов 48.07 KB
  К решительным переменам подталкивали правительство крестьянские волнения конца 1850х годов а также необычные акции как стремление записаться в армию во время Крымской войны прошёл слух что добровольцы получат вольную или трезвенное движение охватившее ряд губерний когда сельские общества запрещали крестьянам пить вино под угрозой жестокой расправы. Для разработки реформы были созданы губернские комитеты которыми руководил Главный комитет по крестьянскому делу . Результатом работы комитетов явились следующие основные...
24169. Внешняя политика России во второй половине XIX в 25.03 KB
  Сложившийся англоавстрофранцузский блок гак называемая Крымская система был нацелен на сохранение политической изоляции России и ее военностратегической слабости обеспеченной решениями Парижского конгресса. В связи с этим главной задачей русской дипломатии стала борьба за отмену этой статьи и усиление международного авторитета России. дальневосточное направление во внешней политике России постепенно изменяло свой периферийный характер.
24170. ОБЩЕСТВЕННОЕ ДВИЖЕНИЕ В РОССИИ ВО ВТОРОЙ ПОЛОВИНЕ XIX ВЕКА 36.38 KB
  Второй центр возник в России вокруг редакции журнала Современник . В журнале Земля и воля в прокламациях Барским крестьянам от их доброжелателей поклон К молодому поколению Молодая Россия К солдатам Что нужно делать войску Великорусе они разъясняли народу задачи предстоящей революции обосновывали необходимость ликвидации самодержавия и демократического преобразования России справедливого решения аграрного вопроса.Чернышевского но разуверившись в возможности народной революции в России перешли к узко заговорщической и...
24171. Социально-экономическое развитие России в начале 20 века 24.35 KB
  ведущие мировые державы вступили в империалистическую стадию своего развития. Особенностью империалистической стадии развития российского государства стало отсутствие фактов вывоза капитала за рубеж. Несмотря на высокие темпы экономического развития Россия в начале 20 в. Однако в целом отставание аграрного сектора от темпов развития промышленности принимало форму острого противоречия что говорило о необходимости полного преодоления феодальных пережитков в российской деревне.
24172. Государственный строй и внутренняя политика России в начале 20 века. Реформы С.Ю. Витте 25.82 KB
  Витте. Витте сторонник расширения вмешательства госва в экономику сторонник привлечения иностранного капитала. Крестьянский вопрос: Витте инициатор создания особого совещания о нуждах с х прти. Витте добился отмены круговой поруки в общине облегчения паспортного режима для крестьян.
24173. Классификация исторических источников 24.19 KB
  Например письменные источники делятся на следующие виды: законодательные акты актовый материал материалы делопроизводства политические сочинения и проекты публицистика периодика источники личного происхождения документы политических партий и общественных организаций статистические материалы научные и учебные труды литературные произведения экономикогеографические описания сочинения иностранцев справочные издания. Исторические источники также делят на намеренные и ненамеренные. Таким образом намеренные источники это те...
24174. Основные школы в российской исторической науке 18.08 KB
  11 века Житие Феодосия Печерского Житие о погубления Бориса и Глеба.18 века Отечественная история как наука была написана История Российская с самых древнейших времен первый научный обобщающий труд. 7Рубец 1819 века Радищев выдвинул тезис о закономерности революционной переворотов в Истории. 8начало 19 века Николай Михайслович Казамзин написал История гос.
24175. Восто́чные славя́не 21.04 KB
  Восточнославянские племена Прарусские Вятичи верхняя и средняя Ока и Москварека Радимичи частично прабелорусы междуречье верхнего Днепра и Десны по течению Сожа и его притоков Северяне частично праукраинцы территория современных Черниговской Сумской Курской и Белгородской областей Ильменские словене бассейн озера Ильмень и верхнее течение Мологи Кривичи частично прабелорусы территория нынешних Витебской Могилёвской Псковской Брянской и Смоленской областей а также восточной Латвии Праукраинцы Белые хорваты окрестности...
24176. Образование древнерусского государства 24.46 KB
  Древнерусского государство складывалось в процессе развития феодальных отношений возникновения классовых противоречий и принуждения. Поэтому годом образования древнерусского государства считается 862 год.Байер доказывали скандинавскую теорию образования древнерусского государства Руси.