如何使一个类在 C# 中用作二维数组？

Posted 2023-04-13

【中文标题】如何使一个类在 C# 中用作二维数组？

【英文标题】：How do I make a class usable as a 2d array in c#?

【发布时间】：2021-10-12 22:06:11

【问题描述】：

代码

类

using System;
using System.Collections.Generic;

// In case you really, really want to know,
// this class is called Ticket in my real code and it's used as a Tambola ticket.
public class Foo

    public int?[,] Value  get; private set;  = new int?[3 , 9]

    public Foo () => Value = InternalGenerate()

    public static Foo Generate () => new()  Value = InternalGenerate() ;
    protected static int?[,] InternalGenerate ()
    
        // Generate a random instance of this class.
    

用法

class Program

    static void Main ()
    
        Bar( new() );
    

    static void Bar ( Foo foo )
    
        int width = foo.GetLength(1);
        int height = foo.GetLength(0);
        int?[] array = foo.Cast<int?>().ToArray(); // convert foo to 1d array.

        // get "corners" of foo
        int tl = (int) array.First(e => e.HasValue);
        int fl = (int) array.Take(width).Last(e => e.HasValue);
        int lf = (int) array.Skip(( height - 1 ) * width).First(e => e.HasValue);
        int ll = (int) array.Last(e => e.HasValue);
        // this code comes from
        // ***.com/questions/68661235/get-corners-of-a-2d-array
    

此代码将失败。

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问题

我有一个名为Foo 的课程。 它的实际值 应该 是 int? 类型的二维数组 - 但是，当我尝试使用 Foo 的实例作为 int?[,] （查看代码的使用部分）时，它失败了（其中预计）。

那么，我如何才能像使用集合一样使用Foo 的实例，而不必使用instance of Foo.Value？ 我不确定，但我相信这被称为包装器。

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我尝试过的

我尝试从IEnumerable 继承Foo - 但我之前从未创建过自定义集合类型。所以，经过几个小时的阅读教程和盯着 C# 的源代码，我终于求助于这里提出了一个关于堆栈溢出的问题。

但是，正如我所说，我无法实现IEnumerable - 这样做可能仍然是我问题的答案。在这种情况下，请告诉我该怎么做。

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^{这可能是我最长的问题了}

【问题讨论】：

从现有实现继承要容易得多，而不必自己实现接口。虽然它不是一个真正的多维集合，但您可以尝试：public class Foo : List<List<int>>

好吧，您可以添加自己的 GetLength 方法和自己的索引器 (docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/programming-guide/…) - 很难知道这是否就是您所需要的全部。

@MikalSchachtJensen：通过迭代器实现IEnumerable<T> 非常简单；根据我的经验，从List<T> 派生通常不是一个好主意。 （例如，它经常暴露你不想要的操作。）

您使用 Cast 的用例可以使用来自 Value 的非泛型 Enumerator 进行处理。然而，这不是很有效，使用拳击。因此，请让我们相信一个更好更现实的用例。

含义：扩展// do some stuff with array.

【参考方案1】：

其实你的代码还是有一些错误或者问题的：

一些语法错误（缺少分号） rowCount 和 columnCount 不一定反映“Valye”数组的实际值。 public IEnumerator<int?> GetEnumerator () => (IEnumerator<int?>) Value.GetEnumerator(); 将引发“InvalidCast”运行时异常。

在下面的代码中，这些问题得到了解决：

public class Foo: IEnumerable<int?>

   public int?[,] Value  get; private set;  = new int?[3, 9];

   public int? this[int x, int y]
   
       get => Value[x, y];
       set => Value[x, y] = value;
   

   public Foo() => Value = InternalGenerate();

   public static Foo Generate() => new()  Value = InternalGenerate() ;
   
   protected static int?[,] InternalGenerate()
   
      // Generate a random instance of this class.
      return new int?[3, 9]
        
            1,2,3,4,5,6,7,8,9 ,
            9,8,null,6,5,4,3,2,1 ,
            1,2,3,4,5,6,7,8,9 
        ;
   

   public int GetLength(int dimension) => Value.GetLength(dimension);

   public IEnumerator<int?> GetEnumerator()
   
       foreach (var item in Value)
       
           yield return item;
       
   

   IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
   
     return Value.GetEnumerator();
   

然后你可以实例化一个 Foo 类型的变量（不是 int?[,]）并根据需要使用它：

    static void Bar(Foo foo)
    
        int width = foo.GetLength(1);
        int height = foo.GetLength(0);
        var array = foo; // convert foo to 1d array.

        // get "corners" of foo
        int tl = (int)array.First(e => e.HasValue);
        int fl = (int)array.Take(width).Last(e => e.HasValue);
        int lf = (int)array.Skip((height - 1) * width).First(e => e.HasValue);
        int ll = (int)array.Last(e => e.HasValue);
        // this code comes from
        // ***.com/questions/68661235/get-corners-of-a-2d-array
    

如果您希望能够将 Foo 转换为 int?[,]，您还需要实现转换操作（如果确实有必要的话）。

【参考方案2】：

这是我最终得到的结果：

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类

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

// In case you really, really want to know,
// this class is called Ticket in my real code and it's used as a Tambola ticket.
public class Foo

    protected int?[,] Value  get; set;  = new int?[3 , 9];

    public Foo () => Value = InternalGenerate();

    public static Foo Generate () => new()  Value = InternalGenerate() ;
    protected static int?[,] InternalGenerate ()
    
        // Generate a random instance of this class.
    

    public IEnumerator<int?> GetEnumerator () => (IEnumerator<int?>) Value.GetEnumerator();
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator () => Value.GetEnumerator();


    public int? this[int r , int c]
    
        get => Value [r , c];
        private set => Value [r , c] = value;
    

    public const rowCount = 3;
    public const columnCount = 9;

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用法

class Program

    static void Main ()
    
        Bar( new() );
    

    static void Bar ( Foo foo )
    
        int?[] array = foo.Cast<int?>().ToArray(); // convert foo to 1d array.

        //get "corners" of foo
        int topLeft = (int) array.First(e => e.HasValue);
        int topRight(int) array.Take(columnCount).Last(e => e.HasValue);
        int bottomLeft = (int) array.Skip(( rowCount - 1 ) * columnCount).First(e => e.HasValue);
        int bottomRight = (int) array.Last(e => e.HasValue);