以编程方式声明任意秩数组

Question

在 C# 中，数组有三种类型：一维、锯齿状和多维矩形。

问题是：给定一个特定大小的数组，我们如何创建一个具有相同维度和排名的新数组？

在多维矩形数组的情况下，似乎没有语法可以在运行时定义大小和等级（维数）。

C# 在索引器中用逗号声明多维数组：

object[,,] myArray = new object[2,4,2];

在上面的示例中，我可以通过调用Rank 属性来确定数组的形状，并通过调用GetLength 方法并传递指定的维度来确定每个维度的大小。

但是，即使我可以确定 myArray 是 2 x 4 x 2，我如何以编程方式创建具有相同尺寸的数组的新实例，如果我没有给出数组的等级提前？

Answer 1

使用Array.CreateInstance(Type, Int32[]) 方法创建任意大小的数组。

但是，创建这个数组后，你会遇到的问题是：如果不知道数组的等级，如何有效地访问数组的元素？

您可以使用myArray.GetValue(Int32[]) 和myArray.SetValue(Object, Int32[])，但我认为性能没有那么好。

总结一下：

public static Array CreateArray(Array array)
{
    // Gets the lengths and lower bounds of the input array
    int[] lowerBounds = new int[array.Rank];
    int[] lengths = new int[array.Rank];
    for (int numDimension = 0; numDimension < array.Rank; numDimension++)
    {
        lowerBounds[numDimension] = array.GetLowerBound(numDimension);
        lengths[numDimension] = array.GetLength(numDimension);
    }

    Type elementType = array.GetType().GetElementType();  // Gets the type of the elements in the input array

    return Array.CreateInstance(elementType, lengths, lowerBounds);    // Returns the new array
}

更新

我做了一个小基准来比较数组索引器和 GetValue、SetValue 版本的性能。

这是我使用的代码：

const int size = 10000000;
object[] array1 = new object[size];
object[] array2 = new object[size];

Random random;
random = new Random(0);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
    array1[i] = random.Next();
    array2[i] = random.Next();
}

Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();

Console.ReadKey();
stopwatch.Restart();
for (int i = 0; i < size; i++)
    array1[i] = array2[i];
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Indexer method: {0}", stopwatch.Elapsed);

random = new Random(0);
for (int i = 0; i < size; i++)
{
    array1[i] = random.Next();
    array2[i] = random.Next();
}

Console.ReadKey();
stopwatch.Restart();
for (int i = 0; i < size; i++)
    array1.SetValue(array2.GetValue(i), i);
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Get/SetValue method: {0}", stopwatch.Elapsed);

结果是：

Indexer method: 0.014 s
Set/GetValue method: 1.33 s

如果我将int 替换为object，结果会略有不同。

Indexer method: 0.05 s
Set/GetValue method: 0.54 s

这可以通过Set/GetValue 使用整数时的必要装箱/拆箱来轻松解释。

Answer 2

您可以使用类似反射的方法：

• 通过调用Array.CreateInstance 创建您的数组实例。这将为您提供Array class 的实例。
• 调用 SetValue 为您的数组赋值。
• 使用GetValue 检索数组的任何元素。

Answer 3

您可以根据现有数组填充一个长度数组（每个等级一个），然后使用Array.CreateInstance(Type, int[])。所以：

public static Array CreateNewArrayOfSameSize(Array input)
{
    int[] lengths = new int[input.Rank];
    for (int i = 0; i < lengths.Length; i++)
    {
        lengths[i] = input.GetLength(i);
    }
    return Array.CreateInstance(array.GetType().GetElementType(), lengths);
}

很遗憾，没有一种方法可以一次性返回所有长度，但我看不到。我也很惊讶Array 上没有 ElementType 属性，但它可能只是在逃避我。

请注意，此不会尝试为每个维度保持与原始数组相同的上限/下限 - 只是大小。