C#数组的声明方式
《C#数组的声明方式》
在C#编程语言中，数组作为一种基础数据结构，用于存储同类型的多个元素。其声明方式直接影响代码的可读性、性能以及后续操作的便捷性。本文将系统梳理C#数组的多种声明方式，涵盖一维数组、多维数组、锯齿数组（不规则数组）以及动态数组的声明与初始化，并结合实际场景分析不同方式的适用性。
一、一维数组的声明与初始化
一维数组是最简单的数组形式，用于存储线性排列的元素。其声明方式包括显式指定长度和隐式初始化两种形式。
1. 显式指定长度
通过指定数组长度并后续赋值的方式声明数组：
// 声明长度为5的整型数组
int[] numbers = new int[5];
// 逐个赋值
numbers[0] = 10;
numbers[1] = 20;
// ...其他元素赋值
这种方式适用于元素值需要后续计算或从外部数据源获取的场景。其特点是声明与赋值分离，灵活性较高。
2. 隐式初始化
在声明时直接初始化数组元素，编译器自动推断数组长度：
// 声明并初始化字符串数组
string[] names = { "Alice", "Bob", "Charlie" };
// 等价于显式指定长度
string[] names2 = new string[3] { "Alice", "Bob", "Charlie" };
隐式初始化语法简洁，适合已知所有元素值的场景。编译器会检查初始化列表中的元素数量是否与数组长度一致，避免越界错误。
3. 使用var关键字
结合var关键字简化声明（实际类型仍由编译器推断）：
var colors = new[] { "Red", "Green", "Blue" };
// colors类型被推断为string[]
注意：使用var时必须通过new[]初始化，且所有元素类型必须一致。这种方式在LINQ查询或方法链中尤为常见。
二、多维数组的声明
多维数组用于表示矩阵或表格数据，C#支持矩形数组（所有维度长度固定）和锯齿数组（每行长度可变）。
1. 矩形多维数组
声明时需指定所有维度的长度：
// 声明2x3的二维整型数组
int[,] matrix = new int[2, 3];
// 初始化所有元素为0
matrix[0, 0] = 1;
matrix[0, 1] = 2;
// ...其他元素赋值
// 声明时直接初始化
int[,] matrix2 = {
{ 1, 2, 3 },
{ 4, 5, 6 }
};
矩形数组在内存中连续存储，访问效率高，适合数学计算或图像处理等需要规则网格的场景。
2. 锯齿数组（不规则数组）
锯齿数组的每一行可以是不同长度，声明时需逐维初始化：
// 声明包含3行的锯齿数组，每行长度不同
int[][] jaggedArray = new int[3][];
// 初始化每一行
jaggedArray[0] = new int[2] { 1, 2 };
jaggedArray[1] = new int[3] { 3, 4, 5 };
jaggedArray[2] = new int[1] { 6 };
// 更简洁的初始化方式
int[][] jaggedArray2 = {
new int[] { 1, 2 },
new int[] { 3, 4, 5 },
new int[] { 6 }
};
锯齿数组适用于存储不规则数据，如CSV文件的行数据（每行字段数可能不同）。其内存布局不连续，访问时需通过两级索引。
三、动态数组与集合类
虽然数组长度固定，但C#提供了动态扩展的集合类作为补充。
1. List 动态数组
System.Collections.Generic.List
using System.Collections.Generic;
List dynamicList = new List();
dynamicList.Add("Apple");
dynamicList.Add("Banana");
// 通过索引访问
string fruit = dynamicList[0];
// 转换为数组
string[] array = dynamicList.ToArray();
List
2. Array类静态方法
System.Array 提供静态方法用于操作数组：
int[] source = { 1, 2, 3 };
int[] destination = new int[5];
// 复制数组
Array.Copy(source, destination, source.Length);
// 排序
Array.Sort(destination);
// 反转
Array.Reverse(destination);
这些方法适用于对现有数组进行批量操作，无需手动实现循环逻辑。
四、数组声明的高级技巧
1. 参数数组（params关键字）
方法参数中使用params允许传入可变数量的参数，内部转换为数组：
public void PrintNumbers(params int[] numbers) {
foreach (var num in numbers) {
Console.WriteLine(num);
}
}
// 调用方式
PrintNumbers(1, 2, 3); // 等价于PrintNumbers(new int[] {1, 2, 3})
params简化了方法重载，常用于日志记录或数据聚合场景。
2. 数组协变（Array Covariance）
C#允许将派生类数组赋值给基类数组变量（仅限引用类型）：
string[] strings = { "a", "b" };
object[] objects = strings; // 合法
// 但以下操作会抛出ArrayTypeMismatchException
objects[0] = 1; // 尝试存入非字符串
数组协变提供了灵活性，但需谨慎使用以避免类型安全问题。
3. 数组切片（C# 8.0+）
使用Range和Index操作符获取数组子集：
int[] numbers = { 1, 2, 3, 4, 5 };
// 获取索引1到3的元素（不包括3）
int[] subset = numbers[1..3]; // 结果为{2, 3}
// 获取从开始到索引2的元素
int[] prefix = numbers[..2]; // 结果为{1, 2}
// 获取从索引3到末尾的元素
int[] suffix = numbers[3..]; // 结果为{4, 5}
数组切片语法简洁，避免了手动创建子数组的代码，但会生成新数组副本。
五、性能考量与最佳实践
1. 预分配数组长度：在已知元素数量时，显式指定长度避免多次扩容。
// 不推荐：循环中动态扩容
List tempList = new List();
for (int i = 0; i 2. 避免不必要的数组复制：使用Array.Copy或克隆方法时，注意深拷贝与浅拷贝的区别。
3. 多维数组与锯齿数组的选择：规则数据优先使用多维数组，不规则数据使用锯齿数组。
4. 优先使用泛型集合：在需要动态操作时，List
六、常见错误与调试技巧
1. 索引越界异常（IndexOutOfRangeException）：
int[] arr = new int[3];
Console.WriteLine(arr[3]); // 抛出异常
调试方法：检查数组长度（arr.Length）并确保索引在0到Length-1范围内。
2. 数组未初始化：
int[] uninitializedArray;
Console.WriteLine(uninitializedArray[0]); // 编译错误：未赋值
解决方案：声明时必须初始化（new int[]或直接赋值）。
3. 协变导致的类型安全问题：
object[] objArray = new string[1];
objArray[0] = 123; // 运行时抛出异常
预防措施：避免将派生类数组赋值给基类数组，或在使用前进行类型检查。
七、实际应用案例
1. 图像处理中的像素数组
// 声明二维数组表示图像像素（RGB值）
byte[,,] imagePixels = new byte[1024, 768, 3]; // 宽度x高度x颜色通道
// 初始化红色通道
for (int y = 0; y 2. 游戏开发中的地图数据
// 锯齿数组表示非对称地图区域
Tile[][] mapRegions = {
new Tile[] { Tile.Grass, Tile.Water }, // 第一区域
new Tile[] { Tile.Mountain, Tile.Forest, Tile.Desert } // 第二区域
};
// 访问第二区域的第一块
Tile terrain = mapRegions[1][0]; // 返回Tile.Mountain
3. 数据分析中的数据集
// 使用List动态收集数据，最后转换为数组
List temperatureReadings = new List();
temperatureReadings.Add(23.5);
temperatureReadings.Add(24.1);
// ...添加更多数据
// 转换为数组进行统计分析
double[] readingsArray = temperatureReadings.ToArray();
Array.Sort(readingsArray);
double median = readingsArray[readingsArray.Length / 2];
关键词：C#数组声明、一维数组、多维数组、锯齿数组、动态数组、List
简介：本文全面解析C#中数组的声明方式，涵盖一维数组、多维数组、锯齿数组的声明与初始化，探讨动态数组（List
