如何在 C# 中为 Matrix 类初始化二维数组

Question

问题

我正在用 C# 编写一个 Matrix 类，我知道这个类需要一个二维数组来存储 Matrix 对象。我的 Matrix 类的构造函数有两个参数，即 Matrix 的 m 和 n 维。我试图在构造函数中分配数组，但我得到了错误 Invalid Rank Specifier。我试过的代码如下。

class Matrix
    {
        //make the dimensions private
        private int m,n;

        //The Matrix constructor needs two parameters
        //The row and column dimensions
        //declare the two dimension array
        private int[][] array;
        public Matrix(int m, int n) {
          //assign the array inside the constructor
            array = new int[m][n];
        }
        //method to allocate the Matrix
    }

我的目标是先用维度初始化数组，以便可以在没有错误的情况下完成分配，谢谢。

Answer 1

我觉得你想做的是创建一个多维数组，你可以了解更多关于here的信息。

在您的情况下，这意味着您将创建一个 int[,] 数组：

class Matrix
{
    //make the dimensions private
    private int m,n;

    //The Matrix constructor needs two parameters
    //The row and column dimensions
    //declare the two dimension array
    private int[,] array;
    public Matrix(int m, int n) {
      //assign the array inside the constructor
        array = new int[m, n];
    }
    //method to allocate the Matrix
}

之后，您可以通过以下方式访问您的值：

public int GetValue(int m, int n) => array[m,n];

同样适用于设置值：

public void SetValue(int m, int n) => array[m,n] = value;

Answer 2

你实际上有一个锯齿状数组，即数组数组：int[][]，注意二维数组是int[,] p>

要初始化int[][]，你必须创建每个内部数组：

 public Matrix(int m, int n) {
   array = new int[m][];         // outer array of size m which

   for (int i = 0; i < n; ++i)   // contains
     array[i] = new int[n];      // arrays of length n 
 }

您可以使用 Linq 来缩短语法：

 using System.Linq;

 ...

 public Matrix(int m, int n) {
   array = Enumerable
     .Range(0, m)
     .Select(_ => new int[n])
     .ToArray();
 }

编辑：可能的Matrix实现：

  class Matrix {
    private int[][] array;

    public Matrix(int rows, int columns) {
      if (rows <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(rows));
      if (columns <= 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(columns));

      array = Enumerable
        .Range(0, rows)
        .Select(_ => new int[columns])
        .ToArray();
    }

    public int RowCount => array.Length;

    public int ColumnCount => array[0].Length;

    public int this[int row, int column] {
      get {
        if (row < 0 || row >= array.Length)
          throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(row));
        if (column < 0 || column >= array[row].Length)
          throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(column));

        return array[row][column];
      }
      set {
        if (row < 0 || row >= array.Length)
          throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(row));
        if (column < 0 || column >= array[row].Length)
          throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(column));

        array[row][column] = value;
      }
    }
  }

Answer 3

我更喜欢对二维数据使用常规的一维数组。比如：

public class MyMatrix<T> 
{
        public int Width { get; }
        public int Height { get; }
        public T[] Data { get; }
        public MyMatrix(int width, int height)
        {
            Width = width;
            Height = height;
            Data = new T[width * height];
        }
        public T this[int x, int y]
        {
            get => Data[y * Width + x];
            set => Data[y * Width + x] = value;
        }
}

这比典型的二维多维方法有一些优势：

• 互操作性：多维数组是一个 .Net 概念，并非每种语言都存在，但几乎每种语言都有某种一维数组。
• 序列化：大多数序列化库处理一维数组，对二维数组的支持比较参差不齐。
• 性能：有时您只需要遍历所有项目，使用支持的一维数组可能是最快的方法。
• 避免陷阱：.GetLength() 用于多维数组非常慢，如果您在循环外缓存值，这不是一个大问题，但如果您不知道这一点，或者忘记这一点，则可能是一个问题。