如何从二维数组中获取一维列数组和一维行数组？ （C#.NET）

Posted 2023-02-23

【中文标题】如何从二维数组中获取一维列数组和一维行数组？ （C#.NET）

【英文标题】：How to get 1D column array and 1D row array from 2D array? (C# .NET)

【发布时间】：2013-05-14 05:08:25

【问题描述】：

我有double[,] Array;。是否有可能在不复制每个元素（用于）的情况下获得 double[] ColumnArray0 = Array[0,].toArray() 和 double[] RowArray1 = Array[,1].toArray() 之类的东西？

谢谢。

【问题讨论】：

我不明白你的问题，但你为什么需要这样做？

我试图在图像（2D 数组）上实现 FFT，并通过 1D FFT 调用行和列来实现。最好不要做任何不必要的数组或循环。（FFT 是时间和内存消耗）

我猜你不应该自己实现图像处理算法，在 C# 中寻找图像的 FFT，你可能会发现人们已经做到了。它可以为 C# 的 OpenCV 实现，或者如果它不是用于生产目的，只需坚持使用 matlab 或类似的东西

【参考方案1】：

虽然已经很晚了，但我想为这个问题提供一个替代答案。

问题的第一个重要部分是能够访问矩阵的完整行或列。这样做的一种可能性是使用扩展方法：

public static class MatrixExtensions

  /// <summary>
  /// Returns the row with number 'row' of this matrix as a 1D-Array.
  /// </summary>
  public static T[] GetRow<T>(this T[,] matrix, int row)
  
    var rowLength = matrix.GetLength(1);
    var rowVector = new T[rowLength];

    for (var i = 0; i < rowLength; i++)
      rowVector[i] = matrix[row, i];

    return rowVector;
  



  /// <summary>
  /// Sets the row with number 'row' of this 2D-matrix to the parameter 'rowVector'.
  /// </summary>
  public static void SetRow<T>(this T[,] matrix, int row, T[] rowVector)
  
    var rowLength = matrix.GetLength(1);

    for (var i = 0; i < rowLength; i++)
      matrix[row, i] = rowVector[i];
  



  /// <summary>
  /// Returns the column with number 'col' of this matrix as a 1D-Array.
  /// </summary>
  public static T[] GetCol<T>(this T[,] matrix, int col)
  
    var colLength = matrix.GetLength(0);
    var colVector = new T[colLength];

    for (var i = 0; i < colLength; i++)
      colVector[i] = matrix[i, col];

    return colVector;
  



  /// <summary>
  /// Sets the column with number 'col' of this 2D-matrix to the parameter 'colVector'.
  /// </summary>
  public static void SetCol<T>(this T[,] matrix, int col, T[] colVector)
  
    var colLength = matrix.GetLength(0);

    for (var i = 0; i < colLength; i++)
      matrix[i, col] = colVector[i];
  

使用示例：

double[,] myMatrix = ... // Initialize with desired size and values.
double[] myRowVector = myMatrix.GetRow(2); // Gets the third row.
double[] myColVector = myMatrix.GetCol(1); // Gets the second column.
myMatrix.SetCol(2, myColVector); // Sets the third column to the second column.

首先要注意的是，您可以将这些通用方法与任何类型的 [,] 矩阵和相应的 [] 向量一起使用。想象一下用doubles 替换Ts，你会得到'double' 的特定版本（正如OP 所要求的那样）。

第二件事是，获取和设置行使用Array.Copy，而获取和设置列使用循环。这是由于 C# 的 Row-Major order 允许第一个，但不允许第二个。当然，正如注释掉的那样，两者都可以通过循环来实现。

确保为 set-Methods 传递正确的维度，否则程序将崩溃（可以轻松添加错误和维度检查）。整个逻辑也可以针对double[][] 之类的锯齿数组实现，但是，OP 专门要求提供多维数组。

至于问题的第二部分：如果您的矩阵由 double 组成，并且由于 double 是一种值类型，那么这些值将始终被复制。因此，您想要的不复制值的行为是不可能的。但是，如果将对象用作T，则只会复制指向该对象的引用，而不会复制对象本身（因此请注意改变“复制的”对象）。

最后，如果您真的不想复制双精度值，我建议您传递整个矩阵（仅传递引用），然后直接循环遍历所需的列和/或行。

【参考方案2】：

数组是一个内存区域，其中所有条目都以连续的方式存储。根据内存中的数据布局，这仅适用于行或列。

在您的情况下，最好使用数组数组double[][]，而不是二维数组double[,]

double[][] Array2d = new double[10][];
Array2d[0] = new double[10];
Array2d[1] = new double[10];
...

and then:
double[] RowArray0 = Array2d[0];

根据您将数据放入数组的方式，您还可以将Array2d 视为列数组。但同时拥有两者是不可能的。

也可以看看这里： Multidimensional Array [][] vs [,]

【讨论】：

那么，如果数组是使用[,]定义的，有没有办法做到这一点？