编辑“︁C Sharp 多维数组”︁

{{DISPLAYTITLE:C#多维数组}}  
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== 简介 ==  
'''多维数组'''是C#中用于存储表格状数据的重要数据结构，它允许开发者以多个维度（如行和列）组织数据。与一维数组不同，多维数组可以表示更复杂的数据结构，例如矩阵、棋盘或三维空间坐标。  

在C#中，多维数组分为两种：  
* '''矩形数组（Rectangular Array）'''：所有维度的长度固定且统一（如2x3矩阵）。  
* '''交错数组（Jagged Array）'''：每个维度的长度可以不同（如锯齿状数组）。  

本文重点介绍矩形多维数组的声明、初始化和操作。  

== 声明与初始化 ==  
多维数组的声明需指定维度数量和每维的长度。以下是语法示例：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
// 声明一个2x3的二维数组  
int[,] matrix = new int[2, 3];  

// 声明并初始化一个2x2的二维数组  
string[,] chessboard = new string[2, 2] { {"A1", "A2"}, {"B1", "B2"} };  

// 简化初始化（编译器推断维度）  
double[,] temperatures = { { 25.5, 26.0 }, { 23.8, 24.2 } };  
</syntaxhighlight>  

=== 三维数组示例 ===  
<syntaxhighlight lang="csharp">  
// 声明一个2x2x2的三维数组  
int[,,] cube = new int[2, 2, 2] {  
    { {1, 2}, {3, 4} },  
    { {5, 6}, {7, 8} }  
};  
</syntaxhighlight>  

== 访问元素 ==  
通过索引访问多维数组的元素，索引从0开始：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
int[,] matrix = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} };  
Console.WriteLine(matrix[0, 1]); // 输出: 2  
matrix[1, 2] = 10; // 修改元素  
</syntaxhighlight>  

== 遍历多维数组 ==  
使用嵌套循环遍历多维数组：  

<syntaxhighlight lang="csharp">  
int[,] grid = { {1, 2}, {3, 4}, {5, 6} };  
for (int i = 0; i < grid.GetLength(0); i++) {  
    for (int j = 0; j < grid.GetLength(1); j++) {  
        Console.Write(grid[i, j] + " ");  
    }  
    Console.WriteLine();  
}  
/* 输出:  
1 2  
3 4  
5 6  
*/  
</syntaxhighlight>  

=== 使用 `foreach` ===  
<syntaxhighlight lang="csharp">  
foreach (int num in cube) {  
    Console.Write(num + " "); // 输出: 1 2 3 4 5 6 7 8  
}  
</syntaxhighlight>  

== 实际应用案例 ==  
=== 案例1：矩阵乘法 ===  
<syntaxhighlight lang="csharp">  
int[,] MultiplyMatrices(int[,] a, int[,] b) {  
    int rowsA = a.GetLength(0);  
    int colsA = a.GetLength(1);  
    int colsB = b.GetLength(1);  
    int[,] result = new int[rowsA, colsB];  

    for (int i = 0; i < rowsA; i++) {  
        for (int j = 0; j < colsB; j++) {  
            for (int k = 0; k < colsA; k++) {  
                result[i, j] += a[i, k] * b[k, j];  
            }  
        }  
    }  
    return result;  
}  

// 使用示例  
int[,] a = { {1, 2}, {3, 4} };  
int[,] b = { {5, 6}, {7, 8} };  
var product = MultiplyMatrices(a, b);  
</syntaxhighlight>  

=== 案例2：游戏地图 ===  
用二维数组表示游戏地图（0=空地，1=障碍物）：  
<syntaxhighlight lang="csharp">  
int[,] map = {  
    {0, 1, 0, 0},  
    {0, 1, 0, 1},  
    {0, 0, 0, 1}  
};  
</syntaxhighlight>  

== 多维数组与内存布局 ==  
多维数组在内存中是连续存储的。以二维数组为例，元素按行优先顺序排列：  

<mermaid>  
flowchart LR  
    A[0,0] --> B[0,1] --> C[0,2] --> D[1,0] --> E[1,1] --> F[1,2]  
</mermaid>  

数学上，元素位置可通过公式计算：  
<math>  
\text{Offset} = i \times \text{cols} + j  
</math>  

== 常见问题 ==  
=== 1. 如何获取数组维度？ ===  
使用 `Rank` 属性获取维度数量，`GetLength(dimension)` 获取具体维度长度：  
<syntaxhighlight lang="csharp">  
int[,,] arr = new int[2, 3, 4];  
Console.WriteLine(arr.Rank); // 输出: 3  
Console.WriteLine(arr.GetLength(1)); // 输出: 3（第二维长度）  
</syntaxhighlight>  

=== 2. 多维数组与交错数组的区别？ ===  
* 多维数组是单一对象，所有维度长度固定。  
* 交错数组是“数组的数组”，每行长度可不同。  

== 总结 ==  
多维数组是C#中处理表格数据的高效工具，适用于数学计算、游戏开发等场景。关键点包括：  
* 使用逗号分隔维度（如 `int[,]`）。  
* 通过嵌套循环遍历元素。  
* 注意内存布局对性能的影响。  

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