理解C#中的陣列

理解陣列

Layla 先從解釋 C# 中固定長度的集合入手。 與一些其他程式語言中可以動態改變大小的陣列不同，C# 中的陣列一旦建立就不能更改。 這意味著由於記憶體分配限制，其大小不能在初始化後更改。

Console.WriteLine("Hello, what is your favourite cheese from this list?");
Console.WriteLine("1. Stilton");
Console.WriteLine("2. Cheddar");
Console.WriteLine("3. Pineapple");
Console.WriteLine("4. Brie");
var favouriteCheese = Console.ReadLine();
Console.WriteLine($"Here is a lump of {favouriteCheese} cheese!");

Console.WriteLine("Hello, what is your favourite cheese from this list?");
Console.WriteLine("1. Stilton");
Console.WriteLine("2. Cheddar");
Console.WriteLine("3. Pineapple");
Console.WriteLine("4. Brie");
var favouriteCheese = Console.ReadLine();
Console.WriteLine($"Here is a lump of {favouriteCheese} cheese!");

宣告陣列 - 陣列初始化

為了說明，Layla 首先演示如何宣告和初始化一個字串陣列，在此例中是一個最初呈現給使用者的起司清單。 她介紹了一維陣列的定義語法（2:30），並使用大括號將其用初始值填充（2:54）。

string[] cheeses = { "Brie", "Cheddar", "Stilton", "Gouda" };

string[] cheeses = { "Brie", "Cheddar", "Stilton", "Gouda" };

她強調了陣列中基於零的索引法的重要性，其中在單一維度陣列中的第一個元素使用索引 0 存取。隨後，Layla 繼續展示如何使用 for 迴圈迭代陣列。這種迴圈結構在程式化中至關重要，因為它允許根據指定條件重複執行程式碼。

實作迴圈

在進入迴圈主題時，Layla 介紹了帶有三個基本組成部分的 for 迴圈：初始化、條件和迴圈終止。 此迴圈用於根據陣列的長度迭代其元素。

for (int i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(cheeses[i]);
}

for (int i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(cheeses[i]);
}

她在 4:44 時強調，cheeses.Length 給出陣列中的元素數，確保迴圈精確地遍歷每一個元素。 變數 i 作為迴圈指標變數，用於通過索引進行迭代。 這有效地印出單個陣列元素，而不必多次編寫 Console.WriteLine 方法，如上所示而不具存取陣列元素。 Layla 於 6:17 執行應用程式，以顯示此 for 迴圈的輸出與上例完全相同：

排序與不變性

Layla 解釋了排序的好處，然後在 7:17 時示範了使用 Sort 方法按字母順序排序陣列，並警告由於 C# 中陣列的不變性，排序實際上會在背後建立一個新陣列。 這是一個理解資料操作如何影響記憶體和性能的關鍵點。

Array.Sort(cheeses);

Array.Sort(cheeses);

她還展示如何直接修改陣列中的個別元素而不建立新陣列（8:10），說明在不變性中的可變性。 要取代的元素索引位於 cheeses 陣列變數後的方括號中：

cheeses[0] = "Roquefort";

cheeses[0] = "Roquefort";

這將取代索引 0 上的 "Brie" 陣列元素為新值 "Roquefort"。

更新起司清單：處理新條目 (8:46)

Layla 解釋了我們如何可以將值附加到現有的列表中。這涉及取出現有值和新值，建立一個包含兩者的新陣列，並更新我們的參考以指向此新陣列。 下面的程式碼演示了如何運行：

var favouriteCheese = Console.ReadLine();

bool containsFavourite = false;

foreach (var cheese in cheeses)
{
    if (favouriteCheese == cheese)
    {
        containsFavourite = true;
    }
}

if (!containsFavourite)
{
    cheeses = cheeses.Append(favouriteCheese).ToArray();
}

var favouriteCheese = Console.ReadLine();

bool containsFavourite = false;

foreach (var cheese in cheeses)
{
    if (favouriteCheese == cheese)
    {
        containsFavourite = true;
    }
}

if (!containsFavourite)
{
    cheeses = cheeses.Append(favouriteCheese).ToArray();
}

此例子展示了使用基本陣列操作和 foreach 迴圈簡化操作過程，以檢查起司是否已在列表中。如果沒有，Layla 在 13:33 使用來自 System.Linq 的 Append 方法將其附加到陣列中。

Layla 在 13:50 時表示，程式碼出錯的原因是 cheeses 和 Append 的結果是不同型別。Append 返回一個 IEnumerable，它是一個針對集合的介面。 要修復此問題，我們使用 ToArray() 方法將 IEnumerable 轉換為一個陣列，然後將它賦值回 cheeses。 Layla 提到黃色波浪線是編譯器警告，表明潛在問題，例如 favouriteCheese 為空，但我們在本次演示中忽略了安全檢查。

Console.WriteLine("The new list:");

for (var i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(i + " " + cheeses[i]);
}

Console.WriteLine($"Here is a lump of {favouriteCheese} cheese!");

Console.WriteLine("The new list:");

for (var i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(i + " " + cheeses[i]);
}

Console.WriteLine($"Here is a lump of {favouriteCheese} cheese!");

使用物件陣列增強功能

為了擴展理解，Layla 通過建立一個帶有 Name 和 Strength 屬性 Cheese 類來引入物件陣列 (16:14)。 然後，她將字串清單替換為一個 Cheese 物件的陣列，並展示如何在迴圈中存取物件的屬性 (17:46)。

class Cheese
{
    public string Name { get; set; }
    public int Strength { get; set; }

    public Cheese(string name, int strength)
    {
        Name = name;
        Strength = strength;
    }
}

Cheese[] cheeses = new Cheese[]
{
    new Cheese("Stilton", 3),
    new Cheese("Cheddar", 2),
    new Cheese("Pineapple", 1),
    new Cheese("Brie", 2)
};

cheeses[0] = new Cheese("Roquefort", 4);

class Cheese
{
    public string Name { get; set; }
    public int Strength { get; set; }

    public Cheese(string name, int strength)
    {
        Name = name;
        Strength = strength;
    }
}

Cheese[] cheeses = new Cheese[]
{
    new Cheese("Stilton", 3),
    new Cheese("Cheddar", 2),
    new Cheese("Pineapple", 1),
    new Cheese("Brie", 2)
};

cheeses[0] = new Cheese("Roquefort", 4);

這一部分提供了如何使用陣列封裝複雜資料結構的基礎理解，提供在程式設計中靈活性和能力。

在迴圈中使用起司物件

Layla 現在展示如何將更新的清單中的所有元素印到螢幕上。 在此場景中，每個起司以具有 Name 和 Strength 屬性的物件表示。 for 迴圈在此 Cheese 物件的陣列中迭代，每次迭代直接處理一個陣列元素。

for (int i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine($"{cheeses[i].Name}, Strength: {cheeses[i].Strength}");
}

for (int i = 0; i < cheeses.Length; i++)
{
    Console.WriteLine($"{cheeses[i].Name}, Strength: {cheeses[i].Strength}");
}

此迴圈簡化了存取儲存在 cheeses 陣列中 Cheese 物件屬性的操作。 Layla 在 20:34 時運行程式，輸出如下：

結論

總而言之，Layla Porter 的有關 C# 中的陣列與迴圈 的教學為初學者打下了良好基礎，讓他們理解這些基本概念。通過掌握陣列和各種迴圈結構，正在學習 C# 的開發者可以在他們的程式中有效地操控資料結構並迭代集合。 理解這些基本點對於建構更複雜的應用程式和探討 C# 程式設計的進一步面向至關重要。

通過遵循 Layla 的例子和解釋，初學者能夠在自己的 C# 專案中有效地使用陣列和迴圈，增強信心。 為了深入學習 C# 中集合和進階的二維與巢狀陣列，建議學習者探索後續的教學和實踐練習。