如何在C#中调整多维(2D)数组的大小

本文关键字：2D 数组 调整 | 更新日期: 2023-09-27 18:00:53

我尝试了以下操作，但它只是返回了一个错误的数组。

    T[,] ResizeArray<T>(T[,] original, int rows, int cols)
    {
        var newArray = new T[rows,cols];
        Array.Copy(original, newArray, original.Length);
        return newArray;
    }

如何在C#中调整多维(2D)数组的大小

数组类中的大多数方法只适用于一维数组，因此必须手动执行复制：

T[,] ResizeArray<T>(T[,] original, int rows, int cols)
{
    var newArray = new T[rows,cols];
    int minRows = Math.Min(rows, original.GetLength(0));
    int minCols = Math.Min(cols, original.GetLength(1));
    for(int i = 0; i < minRows; i++)
        for(int j = 0; j < minCols; j++)
           newArray[i, j] = original[i, j];
    return newArray;
}

要理解为什么它不能与Array.Copy一起使用，您需要考虑内存中多维数组的布局。数组项并不是作为二维数组存储的，而是连续存储的，一行接一行。所以这个数组：

{ { 1, 2, 3 },
  { 4, 5, 6 } }

实际上是这样排列在内存中的：{ 1, 2, 3, 4, 5, 6 }

现在，假设您想再添加一行和一列，这样数组看起来像这样：

{ { 1, 2, 3, 0 },
  { 4, 5, 6, 0 },
  { 0, 0, 0, 0 } }

内存中的布局现在如下：{ 1, 2, 3, 0, 4, 5, 6, 0, 0, 0, 0, 0 }

但Array.Copy将所有数组视为一维数组。MSDN表示：

在多维数组之间进行复制时，数组的行为类似于一个长的一维数组，其中行(或列(在概念上是首尾相连的

因此，当你试图将原始数组复制到新数组时，它只会将一个内存位置复制到另一个，这在一维表示中给出：

{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }。

如果你将其转换为二维表示，你会得到以下内容：

{ { 1, 2, 3, 4 },
  { 5, 6, 0, 0 },
  { 0, 0, 0, 0 } }

这就是为什么你会得到一个混乱的阵列。。。请注意，如果您更改行数，但不更改列数，它将起作用。

这结合了Thomas和Manuel的答案，提供了Array.Copy的性能优势以及增加和减少数组大小的能力。

    protected T[,] ResizeArray<T>(T[,] original, int x, int y)
    {
        T[,] newArray = new T[x, y];
        int minX = Math.Min(original.GetLength(0), newArray.GetLength(0));
        int minY = Math.Min(original.GetLength(1), newArray.GetLength(1));
        for (int i = 0; i < minY; ++i)
            Array.Copy(original, i * original.GetLength(0), newArray, i * newArray.GetLength(0), minX);
        return newArray;
    }

请注意阵列的x轴和y轴取决于您自己的实现，您可能需要切换0和1以获得所需效果。

谢谢Thomas，您的解释很有帮助，但您实现的解决方案太慢了。我修改了它以放置数组。复制以充分利用它。

    void ResizeArray<T>(ref T[,] original, int newCoNum, int newRoNum)
    {
        var newArray = new T[newCoNum,newRoNum];
        int columnCount = original.GetLength(1);
        int columnCount2 = newRoNum;
        int columns = original.GetUpperBound(0);
        for (int co = 0; co <= columns; co++)
            Array.Copy(original, co * columnCount, newArray, co * columnCount2, columnCount);
        original = newArray;
    }

这里我假设行多于列，所以我将数组构造为[columns，rows]。这样我就使用了Array.一次复制一整列(比一个单元格快得多(。

它只起到增加数组大小的作用，但可能也可以进行调整以减小大小。

对于多维数组的通用大小调整：

public static class ArrayExtentions {
    public static Array ResizeArray(this Array arr, int[] newSizes) {
        if (newSizes.Length != arr.Rank) {
            throw new ArgumentException("arr must have the same number of dimensions as there are elements in newSizes", "newSizes");
        }
        var temp = Array.CreateInstance(arr.GetType().GetElementType(), newSizes);
        var sizesToCopy = new int[newSizes.Length];
        for (var i = 0; i < sizesToCopy.Length; i++) {
            sizesToCopy[i] = Math.Min(newSizes[i], arr.GetLength(i));
        }
        var currentPositions = new int[sizesToCopy.Length];
        CopyArray(arr, temp, sizesToCopy, currentPositions, 0);
        return temp;
    }
    private static void CopyArray(Array arr, Array temp, int[] sizesToCopy, int[] currentPositions, int dimmension) {
        if (arr.Rank - 1 == dimmension) {
            //Copy this Array
            for (var i = 0; i < sizesToCopy[dimmension]; i++) {
                currentPositions[dimmension] = i;
                temp.SetValue(arr.GetValue(currentPositions), currentPositions);
            }
        } else {
            //Recursion one dimmension higher
            for (var i = 0; i < sizesToCopy[dimmension]; i++) {
                currentPositions[dimmension] = i;
                CopyArray(arr, temp, sizesToCopy, currentPositions, dimmension + 1);
            }
        }
    }
}

我一直在寻找这样的东西，但它可以有效地让我从两端"填充"2D阵列，并有能力减少它。

我做了一个非常简单的测试：数组是字符串[100001000]，我的机器每次调整大小的平均时间是44ms。每次调整大小都会在所有边上增加或减少1的填充，因此数组中的所有数据都会被复制。对于我的要求来说，这种性能上的冲击是完全可以接受的。

public static void ResizeArray<T>(
    ref T[,] array, int padLeft, int padRight, int padTop, int padBottom)
{
    int ow = array.GetLength(0);
    int oh = array.GetLength(1);
    int nw = ow + padLeft + padRight;
    int nh = oh + padTop + padBottom;
    int x0 = padLeft;
    int y0 = padTop;
    int x1 = x0 + ow - 1;
    int y1 = y0 + oh - 1;
    int u0 = -x0;
    int v0 = -y0;
    if (x0 < 0) x0 = 0;
    if (y0 < 0) y0 = 0;
    if (x1 >= nw) x1 = nw - 1;
    if (y1 >= nh) y1 = nh - 1;
    T[,] nArr = new T[nw, nh];
    for (int y = y0; y <= y1; y++)
    {
        for (int x = x0; x <= x1; x++)
        {
            nArr[x, y] = array[u0 + x, v0 + y];
        }
    }
    array = nArr;
}

padLeft、padRight、padTop、padBottom可以是负数或正数。如果传入所有0，则生成的数组将与源数组相同。

这对于任何想要在数组中"滚动"元素的人来说都特别有用。

希望对别人有用！

这建立在Manuel的答案之上，还允许对复制的数据应用偏移量(例如，将源数组复制到目标数组的中心，而不是[0，0](：

public static T[,] ResizeArray<T>(T[,] original, int newWidth, int newHeight, int offsetX = 0, int offsetY = 0)
{
    T[,] newArray = new T[newWidth, newHeight];
    int width = original.GetLength(0);
    int height = original.GetLength(1);
    for (int x = 0; x < width; x++) {
        Array.Copy(original, x * height, newArray, (x + offsetX) * newHeight + offsetY, height);
    }
    return newArray;
}

我真的很喜欢Stephen Tierney在他人工作的基础上给出的答案。正如Stephen所指出的，x/y由解释决定。

我对它进行了轻微的重构，以使用m*n大小&ij坐标索引可能是矩阵最常见的表示法(参考维基百科https://en.wikipedia.org/wiki/Matrix_(数学((。

在这种表示法中，

  • "m"是行数
  • "n"是列数
  • "i"是第一个坐标，也就是行索引(随着向下而增加(
public static T[,] Resize2D<T>(this T[,] original, int m, int n)
{
    T[,] newArray = new T[m, n];
    int mMin = Math.Min(original.GetLength(0), newArray.GetLength(0));
    int nMin = Math.Min(original.GetLength(1), newArray.GetLength(1));
    for (int i = 0; i < mMin; i++)
        Array.Copy(original, i * original.GetLength(1), newArray, i * newArray.GetLength(1), nMin);
    return newArray;
}
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