异常教程

C# 交错数组（建议收藏）

更新时间:

💡一则或许对你有用的小广告

欢迎加入小哈的星球 ，你将获得：专属的项目实战 / 1v1 提问 / Java 学习路线 / 学习打卡 / 每月赠书 / 社群讨论

  • 新项目:《从零手撸：仿小红书（微服务架构）》 正在持续爆肝中，基于 Spring Cloud Alibaba + Spring Boot 3.x + JDK 17...，点击查看项目介绍 ;
  • 《从零手撸：前后端分离博客项目（全栈开发）》 2 期已完结，演示链接： http://116.62.199.48/ ;

截止目前， 星球 内专栏累计输出 82w+ 字，讲解图 3441+ 张，还在持续爆肝中.. 后续还会上新更多项目，目标是将 Java 领域典型的项目都整一波，如秒杀系统, 在线商城, IM 即时通讯，权限管理，Spring Cloud Alibaba 微服务等等，已有 2900+ 小伙伴加入学习 ，欢迎点击围观

前言

在编程中，数组是一种基础且重要的数据结构。但当需要处理的数据规模或形状不规则时，传统的矩形数组（如二维数组）可能无法满足需求。此时，C# 交错数组（Jagged Array）便展现出其独特优势。它允许每个子数组的长度不同，适用于表格数据、分层结构或不规则形状的场景。本文将从基础概念、实现方法到实际案例，系统讲解交错数组的使用技巧与核心原理，帮助开发者高效管理复杂数据。

什么是 C# 交错数组？

定义与特点

C# 交错数组是一种“数组的数组”，即每个元素本身也是一个数组。其核心特点是：

  • 子数组长度可变：同一层级的子数组可以有不同的长度。
  • 内存分配灵活：每个子数组独立分配内存，避免矩形数组因固定长度导致的内存浪费。
  • 访问效率高：通过双重索引快速定位元素，如 array[i][j]。

形象比喻：可以将交错数组想象为一个图书馆的书架，每一层书架（子数组）存放的书籍数量不同，但整体通过书架的编号（主索引）和书籍的顺序（子索引）来定位。

与矩形数组的对比

现有数组类型定义方式元素存储方式适用场景
矩形数组int[,]固定行列长度规则表格、棋盘等
交错数组int[][]子数组长度可变不规则数据、分层结构

例如，若要存储某公司不同部门的员工数量，若部门人数不固定，使用交错数组更合理：

int[][] departmentMembers = {  
    new int[] {5, 3}, // 技术部（小组1有5人，小组2有3人）  
    new int[] {8},    // 销售部（仅1个小组）  
    new int[] {2, 4, 6} // 财务部（3个小组）  
};

如何创建与初始化交错数组？

基础语法与步骤

创建交错数组需分两步：

  1. 声明主数组：定义主数组的类型和长度。
  2. 初始化子数组：为每个主数组元素分配独立的子数组。

示例1：直接初始化

// 声明主数组（长度为3）  
int[][] jaggedArray = new int[3][];  

// 初始化每个子数组  
jaggedArray[0] = new int[] {1, 2, 3}; // 子数组长度为3  
jaggedArray[1] = new int[] {4, 5};    // 子数组长度为2  
jaggedArray[2] = new int[] {6};       // 子数组长度为1

示例2：单行初始化（更简洁）

int[][] jaggedArray = new int[][] {  
    new int[] {10, 20},  
    new int[] {30, 40, 50},  
    new int[] {60}  
};

动态扩展子数组

若需在运行时动态调整子数组的长度，可使用 Array.Resize 或重新赋值：

// 原子数组长度为2  
jaggedArray[0] = new int[] {1, 2};  

// 动态扩展为长度3  
Array.Resize(ref jaggedArray[0], 3);  
jaggedArray[0][2] = 3; // 新元素赋值

访问与遍历交错数组

元素访问

通过双重索引访问元素，如 array[主索引][子索引]：

int value = jaggedArray[1][2]; // 获取第二个子数组的第三个元素（50）

安全性注意事项

由于子数组长度不固定，需避免越界访问。建议使用 GetLength 或循环条件判断：

// 获取子数组长度  
int subLength = jaggedArray[i].Length;  

// 安全遍历子数组  
for (int j = 0; j < subLength; j++) {  
    Console.WriteLine(jaggedArray[i][j]);  
}

多重循环遍历

使用嵌套循环遍历整个数组：

for (int i = 0; i < jaggedArray.Length; i++) {  
    for (int j = 0; j < jaggedArray[i].Length; j++) {  
        Console.Write(jaggedArray[i][j] + " ");  
    }  
    Console.WriteLine();  
}

输出结果：

10 20  
30 40 50  
60

实际案例：销售数据的动态管理

假设某公司需要记录不同月份的销售数据，且每月的周数不同（如闰年或非整月统计）。使用交错数组可灵活存储：

double[][] monthlySales = new double[12][];  

// 初始化各月数据（假设数据不规则）  
monthlySales[0] = new double[] { 1500, 1800, 2100 }; // 1月3周数据  
monthlySales[1] = new double[] { 1700, 1600, 1900, 2000 }; // 2月4周数据  
// ... 其他月份类似  

// 计算某月总销售额  
int monthIndex = 0;  
double total = 0;  
foreach (double sale in monthlySales[monthIndex]) {  
    total += sale;  
}  
Console.WriteLine($"1月总销售额：{total}"); // 输出 5400

性能与注意事项

内存分配优势

交错数组的内存分配更高效：

  • 矩形数组需预先分配所有元素的空间，即使某些行未被使用。
  • 交错数组仅占用实际子数组的内存，适合不规则数据。

访问速度

由于每个子数组独立存储，访问时需两次内存寻址（先主数组，再子数组），速度略低于矩形数组。但在数据不规则场景下，这种牺牲是值得的。

典型错误与解决

  1. 空引用异常：若未初始化子数组直接访问。

    // 错误示例  
int[][] arr = new int[3][];  
Console.WriteLine(arr[0][0]); // 抛出NullReferenceException

    解决方法：确保每个子数组已初始化。

  2. 索引越界：访问超出子数组长度的元素。
    解决方法：使用 Length 属性验证索引范围。

结论

C# 交错数组为处理不规则数据提供了灵活且高效的解决方案。通过理解其“数组的数组”特性，开发者可以更自如地应对分层结构、动态数据集等复杂场景。无论是销售统计、游戏地图设计，还是科学计算中的不规则网格，交错数组都能通过其动态扩展能力和内存管理优势，成为代码优化的关键工具。

掌握交错数组的核心在于：

  1. 熟练初始化与访问语法；
  2. 注意子数组的独立性与安全性；
  3. 根据实际需求选择交错数组或矩形数组。

通过本文的案例与代码示例，相信读者已能将 C# 交错数组 应用于实际项目中，提升数据管理的灵活性与效率。

最新发布

查看更多文章