详解c#中Array,ArrayList与List的区别、共性与相互转换

Array,ArrayList and List<T>

Array、ArrayList和List都是从IList派生出来的，它们都实现了IEnumerable接口

从某种意义上来说，ArrayList和List属于集合的范畴，因为他们都来自程序集System.Collections，但是因为它们都是储存了多个变量的数据结构，并且都不是类似键值对的组合，并且没有先进先出或者先进后出的机制，故而称为数组。

我们一般称呼Array,ArrayList and List<T>为数组。

Array

Array必须在定义且不初始化赋值的时候（不初始化的情况下声明数组变量除外）必须定义数组最外侧的长度。比如：

int[] vs = new int[10];
int[,] duoWei = new int[3, 4];
int[][] jiaoCuo = new int[3][]; // 该数组是由三个一维数组组成的

一维数组

定义

用类似于这种方式定义一个数组

int[] array = new int[5];

初始化赋值

用类似于这种方式初始化

int[] array1 = new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 };

也可以进行隐式初始化

int[] array2 = { 1, 3, 5, 7, 9 };
string[] weekDays2 = { "Sun", "Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri", "Sat" };

用类似于下面这种方式先声明，再赋值

int[] array3;
array3 = new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 };   // OK
//array3 = {1, 3, 5, 7, 9};   // Error

多维数组

数组可具有多个维度。多维数组的每个元素是声明时的数组所属类型的元素。比如说int[,]的每个元素都是int类型而不是int[]类型。换种说法就是多维数组不能算做“数组组成的数组”。

定义

用类似下面这种方式声明一个二维数组的长度

int[,] array = new int[4, 2];

初始化赋值

用类似于下面的方式初始化多维数组：

// Two-dimensional array.
int[,] array2D = new int[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } };
// The same array with dimensions specified.
int[,] array2Da = new int[4, 2] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } };
// A similar array with string elements.
string[,] array2Db = new string[3, 2] { { "one", "two" }, { "three", "four" },
                                        { "five", "six" } };

// Three-dimensional array.
int[,,] array3D = new int[,,] { { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } },
                                 { { 7, 8, 9 }, { 10, 11, 12 } } };

还可在不指定级别的情况下初始化数组

int[,] array4 = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } };

不初始化的情况下声明数组变量：

int[,] array5;
array5 = new int[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 }, { 7, 8 } };   // OK
//array5 = {{1,2}, {3,4}, {5,6}, {7,8}};   // Error

元素赋值和获取元素

可以用类似于array[1,2]的方式来获取数组的值和为数组赋值。

GetLength(0)可以获取最外围数组的长度，GetLength(1)可以获得第二层数组的长度。以此类推。为一个二维数组duoWei循环赋值的方式如下：

Console.WriteLine("二维数组赋值");
for (int i = 0; i < duoWei.GetLength(0); i++)
{
    for (int j = 0; j < duoWei.GetLength(1); j++)
    {
        duoWei[i, j] = i + j;
    }
}

如何获取二维数组中的元素个数呢？

int[,] array = new int[,] {{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9}};//定义一个3行3列的二维数组
int row = array.Rank;//获取维数，这里指行数
int col = array.GetLength(1);//获取指定维度中的元素个数，这里也就是列数了。（0是第一维，1表示的是第二维）
int col = array.GetUpperBound(0)+1;//获取指定维度的索引上限，在加上一个1就是总数，这里表示二维数组的行数
int num = array.Length;//获取整个二维数组的长度，即所有元的个数

来源：C#中如何获取一个二维数组的两维长度，即行数和列数？以及多维数组各个维度的长度？

交错数组

交错数组是一个数组，其元素是数组，大小可能不同。 交错数组有时称为“数组的数组”。

交错数组不初始化就声明的方式如下：

int[][] ccf;
ccf = new int[3][];

交错数组类似于python的多维数组，比较符合人类的直觉，一个交错数组里面包含了多个数组。

定义

可以采用类似下面的方式来声明一个交错数组：

// 定义多维数组要求每个维度的长度都相同 下面定义交错数组
int[][] jiaoCuo = new int[3][]; // 该数组是由三个一维数组组成的

上面声明的数组是具有三个元素的一维数组，其中每个元素都是一维整数数组。

可使用初始化表达式通过值来填充数组元素，这种情况下不需要数组大小。 例如：

jaggedArray[0] = new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 };
jaggedArray[1] = new int[] { 0, 2, 4, 6 };
jaggedArray[2] = new int[] { 11, 22 };

初始化赋值

可在声明数组时将其初始化，如：

int[][] jaggedArray2 = new int[][]
{
new int[] { 1, 3, 5, 7, 9 },
new int[] { 0, 2, 4, 6 },
new int[] { 11, 22 }
};

获取元素和单个赋值

可以用类似于jiaoCuo[1][1]来获取单个元素的值，也可以用类似于jiaoCuo[1][1] = 2;来为单个元素赋值。

可以采取类似于下面的方式来进行循环赋值：

Console.WriteLine("交错数组循环赋值");
// 先声明交错数组中每一个数组的长度
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
    jiaoCuo[i] = new int[i + 1];
}
// 然后对交错数组中的每一个元素赋值
for (int i = 0; i < jiaoCuo.Length; i++)
{
    Console.WriteLine($"交错数组的第{i + 1}层");
    for (int j = 0; j < jiaoCuo[i].Length; j++)
    {
        jiaoCuo[i][j] = i + j;
        Console.WriteLine(jiaoCuo[i][j]);
    }
}

方法和属性

像数组这种储存多个变量的数据结构，最重要的就是增查删改、获取长度和数据类型转换。Array因为数组的特性，长度不可改变，所以增查删改只能有查和改。

改

Array类型用用类似于下面的方式进行改操作：

vs[0] = 12; //一维数组
duoWei[1, 2] = 3; //多维数组
jiaoCuo[1][1] = 2; //交错数组

查

Array类型用类似于下面的方式进行查操作：

int[] vs = new int[10];
vs[0] = 12;
Console.WriteLine(Array.IndexOf(vs, 12)); //0
Console.WriteLine(vs.Contains(12)); // True

获取长度

可以用类似于下面这种方式来获取：

Console.WriteLine(vs.Length);
Console.WriteLine(vs.Count());

交错数组的Length是获取所包含数组的个数，多维数组的Length是获取数组的元素的总个数，多维数组GetLength(0)可以获取最外围数组的长度，GetLength(1)可以获得第二层数组的长度。以此类推。

Array.ConvertAll() 数据类型转换

可以用Array.ConvertAll<TInput,TOutput>(TInput[], Converter<TInput,TOutput>) 来进行数组类型的转换。

参数如下：

• array
  TInput[]

要转换为目标类型的从零开始的一维 Array。

• converter
  Converter

用于将每个元素从一种类型转换为另一种类型的 Converter。

来源：[Array.ConvertAll(TInput], Converter) 方法 (System) | Microsoft Docs

demo如下：

double[] vs3 = Array.ConvertAll(vs, item => (double)item);

切片

默认状态下只能对一维数组进行切片，或者通过交错数组获取的一维数组也可以进行切片。

切片的方式类似于vs[1..5]，表示vs数组从1到5，左闭右开。^1表示-1，即最后一个元素。[^3..^1]表示倒数第三个元素到倒数第一个元素，左闭右开。

获取单个元素和赋值

可以采用下面的方式来获取单个元素和为单个元素单独赋值：

// 一维数组
Console.WriteLine(vs[1]);
vs[1] = 2;
// 多维数组
Console.WriteLine(duoWei[1, 2]);
duoWei[1, 2] = 3;
// 交错数组
Console.WriteLine(jiaoCuo[1][0]);
jiaoCuo[1][0] = 0;

Array.ForEach 循环

System.Array里面也有ForEach方法，这是用于Array的。

demo：

Array.ForEach(vs, item => Console.WriteLine(item));

ArrayList

定义

用类似于下面的三种方式中的任意一种来声明ArrayList：

可以将Arraylist看作是一种长度可以自由变换，可以包含不同数据类型元素的数组。

初始化赋值

可以采用类似于下面的方式来初始化赋值：

ArrayList arrayList1 = new ArrayList() { 12, 334, 3, true };

循环

循环可以用for和foreach。

foreach (var item in arrayList)
{
    Console.WriteLine(item);
}

方法和属性

和list<T>类似，但是没有ConvertAll方法。ArrayList本身没有ForEach方法，但是也可以用传统的foreach方法（就像前面提到的ArrayList的循环那样）。

具体的方法和属性请查看List 部分的方法和属性

List<T>

定义

用类似于下面的三种方式中的任意一种来声明List<T>：

初始化

用类似于下面的方式在声明时初始化：

List<string> listA = new List<string>() { "hello", " ", "wrold" };

循环

List<T>有一个名称为ForEach的方法：

public void ForEach (Action<T> action);

该方法的本质是要对 List 的每个元素执行的 Action 委托。Action 的参数即为List<T>在循环过程中的每个元素。

demo如下：

// 声明
List<string> listA = new List<string>() { "hello", " ", "wrold" };
// 循环
var i = 0;
listA.ForEach(item =>
              {
                  Console.WriteLine($"第{i + 1}个");
                  Console.WriteLine(item);
                  i++;
              });

方法和属性

从获取长度、增查删改、数据类型转换、切片和循环来解析。其中除了数据类型转换和List<T>类型本身就拥有的ForEach方法外，都适用于ArrayList。

先声明一个List<string>作为演示的基础：

List<string> listA = new List<string>() { "hello", " ", "wrold" };

属性 长度

Count属性可以获取长度

Console.WriteLine(listA.Count);

属性 取值

Console.WriteLine(listA[0]);

增

即增加元素，可以用Add方法：

listA.Add("12");

查

IndexOf获取所在位置，Contains获取是否包含。

Console.WriteLine(listA.IndexOf("12"));
Console.WriteLine(listA.Contains("12"));

删

Remove根据数据删除，RemoveAt根据位置删除。

listA.Remove("12");
listA.RemoveAt(1);

改

可以用类似于listA[1] = "改变";的方式来修改元素内容。

切片

可以用GetRange(int index, int count)来进行切片操作，第一个参数是切片开始的位置，第二个参数是切片的数量，即从index开始往后数几个数。

Console.WriteLine(listA.GetRange(1, 1).Count);

循环

List<T>有一个名称为ForEach的方法，该方法的本质是要对 List 的每个元素执行的 Action 委托。Action 的参数即为List<T>在循环过程中的每个元素。

demo如下：

// 声明
List<string> listA = new List<string>() { "hello", " ", "wrold" };
// 循环
var i = 0;
listA.ForEach(item =>
              {
                  Console.WriteLine($"第{i + 1}个");
                  Console.WriteLine(item);
                  i++;
              });

数据类型转换

可以用ConvertAll来对数组的数据类型进行转换，这是List<T>自带的方法。System.Array里面也有ConvertAll方法，这是用于Array的。

List<object> listObject = listA.ConvertAll(s => (object)s);

区别

Array最大的好处就是切片友好，可以使用类似于[1..3]的方式切片，这是比GetRange更加直观的切片方式。List<T>类型可以通过ToArray的方法来转变成Array。

Array,ArrayList and List<T>之间的转换

关于这一部分的demo代码详情可从Array,ArrayList and List之间的转换 · sogeisetsu/Solution1@88f27d6 (github.com)获得。

先分别声明这三种数据类型。

// 声明数组
int[] a = new int[] { 1,3,4,5,656,-1 };
// 声明多维数组
int[,] aD = new int[,] { { 1, 2 }, { 3, 4 } };
// 声明交错数组
int[][] aJ = new int[][] {
    new int[]{ 1,2,3},
    new int[]{ 1}
};
// 声明ArrayList
ArrayList b = new ArrayList() { 1, 2, 344, "233", true };
// 声明List<T>
List<int> c = new List<int>();

Array转ArrayList

// 数组转ArrayList
ArrayList aToArrayList = new ArrayList(a);

Array转List<T>

List<int> aToList = new List<int>(a);
List<int> aToLista = a.ToList();

List<T>转Array

int[] cToList = c.ToArray();

List<T>转ArrayList

ArrayList cToArrayList = new ArrayList(c);

ArrayList转Array

// ArrayList转Array
object[] bToArray = b.ToArray();

在转换的过程中，会丢失数据类型的准确度，简单来说就是转换成的Array会变成object

这种转换的意义不大，如果转换完之后再强行用Array.ConvertAll方法来进行数据类型的转换，很有可能会出现诸如Unable to cast object of type 'System.String' to type 'System.Int32'.的错误，这是因为ArrayList本身成员就可以不是单一类型。

数组的打印

Array的打印

对于Array的打印，我找到了四种方式，如下：

调用Array.ForEach

Array.ForEach(a, item => Console.WriteLine(item));

传统forEach

foreach (var item in a)
{
Console.WriteLine(item);
}

传统for

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

string.Join

Console.WriteLine(string.Join("\t", a));

ArrayList的打印

ArrayList的打印我知道的就只有传统的for和foreach两种方式。

List<T>的打印

List<T>的打印除了传统的for和foreach两种方式之外，还有List<T>本身自带的foreach：

var i = 0;
listA.ForEach(item =>
              {
                  Console.WriteLine($"第{i + 1}个");
                  Console.WriteLine(item);
                  i++;
              });

请注意：ArrayList和List<T>均没有string.Join和调用Array.ForEach两种方式来打印数组。