詳解c#索引(Index)和范圍(Range)

更新時(shí)間：2020年10月13日 10:39:46 作者：olprod

這篇文章主要介紹了c#索引(Index)和范圍(Range)的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)c#，感興趣的朋友可以了解下

范圍和索引為訪問序列中的單個(gè)元素或范圍提供了簡潔的語法。

在本教程中，你將了解：

對(duì)某個(gè)序列中的范圍使用該語法。
了解每個(gè)序列開頭和末尾的設(shè)計(jì)決策。
了解 Index 和 Range 類型的應(yīng)用場景。

對(duì)索引和范圍的語言支持

此語言支持依賴于兩個(gè)新類型和兩個(gè)新運(yùn)算符：

System.Index 表示一個(gè)序列索引。
來自末尾運(yùn)算符 ^ 的索引，指定一個(gè)索引與序列末尾相關(guān)。
System.Range 表示序列的子范圍。
范圍運(yùn)算符 ..，用于指定范圍的開始和末尾，就像操作數(shù)一樣。

讓我們從索引規(guī)則開始。請(qǐng)考慮數(shù)組 sequence。 0 索引與 sequence[0] 相同。 ^0 索引與 sequence[sequence.Length] 相同。表達(dá)式 sequence[^0] 不會(huì)引發(fā)異常，就像 sequence[sequence.Length] 一樣。對(duì)于任何數(shù)字 n，索引 ^n 與 sequence[sequence.Length - n] 相同。

string[] words = new string[]
{
    // index from start index from end
 "The",  // 0     ^9
 "quick", // 1     ^8
 "brown", // 2     ^7
 "fox",  // 3     ^6
 "jumped", // 4     ^5
 "over",  // 5     ^4
 "the",  // 6     ^3
 "lazy",  // 7     ^2
 "dog"  // 8     ^1
};    // 9 (or words.Length) ^0

可以使用 ^1 索引檢索最后一個(gè)詞。在初始化下面添加以下代碼：

Console.WriteLine($"The last word is {words[^1]}");

范圍指定范圍的開始和末尾。范圍是排除的，也就是說“末尾”不包含在范圍內(nèi)。范圍 [0..^0] 表示整個(gè)范圍，就像 [0..sequence.Length] 表示整個(gè)范圍。
以下代碼創(chuàng)建了一個(gè)包含單詞“quick”、“brown”和“fox”的子范圍。它包括 words[1] 到 words[3]。元素 words[4] 不在該范圍內(nèi)。將以下代碼添加到同一方法中。將其復(fù)制并粘貼到交互式窗口的底部。

string[] quickBrownFox = words[1..4];
foreach (var word in quickBrownFox)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();

以下代碼使用“l(fā)azy”和“dog”返回范圍。它包括 words[^2] 和 words[^1]。結(jié)束索引 words[^0] 不包括在內(nèi)。同樣添加以下代碼：

string[] lazyDog = words[^2..^0];
foreach (var word in lazyDog)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();

下面的示例為開始和/或結(jié)束創(chuàng)建了開放范圍：

string[] allWords = words[..]; // contains "The" through "dog".
string[] firstPhrase = words[..4]; // contains "The" through "fox"
string[] lastPhrase = words[6..]; // contains "the, "lazy" and "dog"
foreach (var word in allWords)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();
foreach (var word in firstPhrase)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();
foreach (var word in lastPhrase)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();

還可以將范圍或索引聲明為變量。然后可以在 [ 和 ] 字符中使用該變量：

Index the = ^3;
Console.WriteLine(words[the]);
Range phrase = 1..4;
string[] text = words[phrase];
foreach (var word in text)
 Console.Write($"< {word} >");
Console.WriteLine();

下面的示例展示了使用這些選項(xiàng)的多種原因。請(qǐng)修改 x、y 和 z 以嘗試不同的組合。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，請(qǐng)使用 x 小于 y且 y 小于 z 的有效組合值。在新方法中添加以下代碼。嘗試不同的組合：

int[] numbers = Enumerable.Range(0, 100).ToArray();
int x = 12;
int y = 25;
int z = 36;

Console.WriteLine($"{numbers[^x]} is the same as {numbers[numbers.Length - x]}");
Console.WriteLine($"{numbers[x..y].Length} is the same as {y - x}");

Console.WriteLine("numbers[x..y] and numbers[y..z] are consecutive and disjoint:");
Span<int> x_y = numbers[x..y];
Span<int> y_z = numbers[y..z];
Console.WriteLine($"\tnumbers[x..y] is {x_y[0]} through {x_y[^1]}, numbers[y..z] is {y_z[0]} through {y_z[^1]}");

Console.WriteLine("numbers[x..^x] removes x elements at each end:");
Span<int> x_x = numbers[x..^x];
Console.WriteLine($"\tnumbers[x..^x] starts with {x_x[0]} and ends with {x_x[^1]}");

Console.WriteLine("numbers[..x] means numbers[0..x] and numbers[x..] means numbers[x..^0]");
Span<int> start_x = numbers[..x];
Span<int> zero_x = numbers[0..x];
Console.WriteLine($"\t{start_x[0]}..{start_x[^1]} is the same as {zero_x[0]}..{zero_x[^1]}");
Span<int> z_end = numbers[z..];
Span<int> z_zero = numbers[z..^0];
Console.WriteLine($"\t{z_end[0]}..{z_end[^1]} is the same as {z_zero[0]}..{z_zero[^1]}");

索引和范圍的類型支持

索引和范圍提供清晰、簡潔的語法來訪問序列中的單個(gè)元素或元素的范圍。索引表達(dá)式通常返回序列元素的類型。范圍表達(dá)式通常返回與源序列相同的序列類型。
若任何類型提供帶 Index 或 Range 參數(shù)的索引器，則該類型可分別顯式支持索引或范圍。采用單個(gè) Range 參數(shù)的索引器可能會(huì)返回不同的序列類型，如 System.Span<T>。

重要

使用范圍運(yùn)算符的代碼的性能取決于序列操作數(shù)的類型。
范圍運(yùn)算符的時(shí)間復(fù)雜度取決于序列類型。例如，如果序列是 string 或數(shù)組，則結(jié)果是輸入中指定部分的副本，因此，時(shí)間復(fù)雜度為 O(N)（其中 N 是范圍的長度）。另一方面，如果它是 System.Span<T> 或 System.Memory<T>，則結(jié)果引用相同的后備存儲(chǔ)，這意味著沒有副本且操作為 O(1)。
除了時(shí)間復(fù)雜度外，這還會(huì)產(chǎn)生額外的分配和副本，從而影響性能。在性能敏感的代碼中，考慮使用 Span<T> 或 Memory<T> 作為序列類型，因?yàn)椴粫?huì)為其分配范圍運(yùn)算符。

若類型包含名稱為 Length 或 Count 的屬性，屬性有可訪問的 Getter 并且其返回類型為 int，則此類型為可計(jì)數(shù)類型。**** 不顯式支持索引或范圍的可計(jì)數(shù)類型可能為它們提供隱式支持。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱功能建議說明的隱式索引支持和隱式范圍支持部分。使用隱式范圍支持的范圍將返回與源序列相同的序列類型。
例如，以下 .NET 類型同時(shí)支持索引和范圍：String、Span<T> 和 ReadOnlySpan<T>。 List<T> 支持索引，但不支持范圍。
Array 具有更多的微妙行為。單個(gè)維度數(shù)組同時(shí)支持索引和范圍。多維數(shù)組則不支持。多維數(shù)組的索引器具有多個(gè)參數(shù)，而不是一個(gè)參數(shù)。交錯(cuò)數(shù)組（也稱為數(shù)組的數(shù)組）同時(shí)支持范圍和索引器。下面的示例演示如何循環(huán)訪問交錯(cuò)數(shù)組的矩形子節(jié)。它循環(huán)訪問位于中心的節(jié)，不包括前三行和后三行，以及每個(gè)選定行中的前兩列和后兩列：

var jagged = new int[10][]
{
 new int[10] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9},
 new int[10] { 10,11,12,13,14,15,16,17,18,19},
 new int[10] { 20,21,22,23,24,25,26,27,28,29},
 new int[10] { 30,31,32,33,34,35,36,37,38,39},
 new int[10] { 40,41,42,43,44,45,46,47,48,49},
 new int[10] { 50,51,52,53,54,55,56,57,58,59},
 new int[10] { 60,61,62,63,64,65,66,67,68,69},
 new int[10] { 70,71,72,73,74,75,76,77,78,79},
 new int[10] { 80,81,82,83,84,85,86,87,88,89},
 new int[10] { 90,91,92,93,94,95,96,97,98,99},
};

var selectedRows = jagged[3..^3];

foreach (var row in selectedRows)
{
 var selectedColumns = row[2..^2];
 foreach (var cell in selectedColumns)
 {
  Console.Write($"{cell}, ");
 }
 Console.WriteLine();
}

在所有情況下，Array 的范圍運(yùn)算符都會(huì)分配一個(gè)數(shù)組來存儲(chǔ)返回的元素。

索引和范圍的應(yīng)用場景

要分析較大序列的一部分時(shí)，通常會(huì)使用范圍和索引。在準(zhǔn)確讀取所涉及的序列部分這一方面，新語法更清晰。本地函數(shù) MovingAverage 以 Range 為參數(shù)。然后，該方法在計(jì)算最小值、最大值和平均值時(shí)僅枚舉該范圍。在項(xiàng)目中嘗試以下代碼：

int[] sequence = Sequence(1000);

for(int start = 0; start < sequence.Length; start += 100)
{
 Range r = start..(start+10);
 var (min, max, average) = MovingAverage(sequence, r);
 Console.WriteLine($"From {r.Start} to {r.End}: \tMin: {min},\tMax: {max},\tAverage: {average}");
}

for (int start = 0; start < sequence.Length; start += 100)
{
 Range r = ^(start + 10)..^start;
 var (min, max, average) = MovingAverage(sequence, r);
 Console.WriteLine($"From {r.Start} to {r.End}: \tMin: {min},\tMax: {max},\tAverage: {average}");
}

(int min, int max, double average) MovingAverage(int[] subSequence, Range range) =>
 (
  subSequence[range].Min(),
  subSequence[range].Max(),
  subSequence[range].Average()
 );

int[] Sequence(int count) =>
 Enumerable.Range(0, count).Select(x => (int)(Math.Sqrt(x) * 100)).ToArray();

以上就是詳解c#索引(Index)和范圍(Range)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于c# 索引和范圍的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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