C#中下限非零的数组解析

  谈到数组时，当被问及数组是从什么数开始时，估计大部分程序员都会直接说出数组当然是从0开始的。这个回答当然没有错，现在我们就来了解一下C#中的下限非0的数组。

  首先看一下数组的相关介绍：

      1.数组：是允许将多个数据项当作一个集合来处理的机制。

      2.数组的分类：在CLR中，数组可分为一维数组，多维数组，交错数组。

      3.数组的类型：由于所有的数组都是继承自System.Array这个抽象类型，而这个类型又是继承自System.Object，这就说明数组是引用类型。

  在创建数组时，除了有数组元素，数组对象占据的内存块还包含一个类型对象指针，一个同步索引块和一个额外的成员。上面对数组的分类中提到“交错数组”，由于CLR支持交错数组，所以在C#中可以实现交错数组，交错数组即由数组构成的数组，在访问交错数组的元素意味着必须进行两次或多次数组访问。

  在对数组进行相关操作的过程中，数组作为实参传给一个方法时，实际传递的是对该数组的引用，因此被调用的方法能够修改数组中的元素。（如果不想被修改，必须生成数组的一个拷贝，并将这个拷贝传给方法。）

  下面介绍一种将数组转化为DataTable的方法：

       /// <summary>
        /// 整数型二维数组转换成DataTable
        /// </summary>
        /// <param name="intDyadicArray"></param>
        /// <param name="messageOut"></param>
        /// <param name="dataTableColumnsName"></param>
        /// <returns></returns>
        public DataTable DyadicArrayToDataTable(int[,] intDyadicArray, out string messageOut,
            params object[] dataTableColumnsName)
        {
            var returnDataTable = new DataTable();
            //验证列与所传入的字符是否相符
            if (dataTableColumnsName.Length != intDyadicArray.GetLength(1))
            {
                messageOut = "DataTable列数与二维数组列数不符，请调整列数";
                return returnDataTable;
            }
            //添加列
            for (var dataTableColumnsCount = 0;
                dataTableColumnsCount < dataTableColumnsName.Length;
                dataTableColumnsCount++)
            {
                returnDataTable.Columns.Add(dataTableColumnsName[dataTableColumnsCount].ToString());
            }
            //添加行
            for (var dyadicArrayRow = 0; dyadicArrayRow < intDyadicArray.GetLength(0); dyadicArrayRow++)
            {
                var addDataRow = returnDataTable.NewRow();
                for (var dyadicArrayColumns = 0;
                    dyadicArrayColumns < intDyadicArray.GetLength(1);
                    dyadicArrayColumns++)
                {
                    addDataRow[dataTableColumnsName[dyadicArrayColumns].ToString()] =
                        intDyadicArray[dyadicArrayRow, dyadicArrayColumns];
                }
                returnDataTable.Rows.Add(addDataRow);
            }
            //返回提示与DataTable
            messageOut = "DataTable成功转换";
            return returnDataTable;
        }

以上是将整数数组转化为DataTable的操作方法，至于其他类型，如字节，浮点型等类型的转化，修改相关参数即可，也可将参数类型进行对应的修改，这里就不做详细介绍了。

接下来我们具体来了解一下“下限非零数组”的相关知识：

下限非零数组由于在性能上没有做更好的优化，因此在一般的使用中会较少，如果不计较性能损失或者需要跨语言移植，可以考虑使用非零数组。“下限非零数组”的概念就不做介绍，正如其名称所见。

C#中使用Array的CreateInstance（）方法进行创建，此方法有若干个重载，允许指定数组元素类型，数组维数，每一维的下限和每一维的元素数目。

在调用CreateInstance（）时，为数组分配内存，将参数信息保存到数组的内存的开销部分，然后返回对数组的一个引用。

接下来看一下此方法的底层实现代码：

[System.Security.SecuritySafeCritical]  // auto-generated 
        public unsafe static Array CreateInstance(Type elementType, int length)
        { 
            if ((object)elementType == null)
                throw new ArgumentNullException("elementType");
            if (length < 0)
                throw new ArgumentOutOfRangeException("length", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NeedNonNegNum")); 
            Contract.Ensures(Contract.Result<Array>() != null);
            Contract.Ensures(Contract.Result<Array>().Length == length); 
            Contract.Ensures(Contract.Result<Array>().Rank == 1); 
            Contract.EndContractBlock();
  
            RuntimeType t = elementType.UnderlyingSystemType as RuntimeType;
            if (t == null)
                throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("Arg_MustBeType"),"elementType");
            return InternalCreate((void*)t.TypeHandle.Value,1,&length,null); 
        }

看到以上的代码，应该对非零基数组的创建有一个大致了解，接下来具体看一下Ensures（）方法的底层代码：

public static void Ensures(bool condition)
        {
            AssertMustUseRewriter(ContractFailureKind.Postcondition, "Ensures"); 
        }

[SecuritySafeCritical]
        static partial void AssertMustUseRewriter(ContractFailureKind kind, String contractKind) 
        {
            if (_assertingMustUseRewriter) 
                System.Diagnostics.Assert.Fail("Asserting that we must use the rewriter went reentrant.", "Didn't rewrite this mscorlib?"); 
            _assertingMustUseRewriter = true;
            Assembly thisAssembly = typeof(Contract).Assembly;  
            StackTrace stack = new StackTrace(); 
            Assembly probablyNotRewritten = null;
            for (int i = 0; i < stack.FrameCount; i++) 
            { 
                Assembly caller = stack.GetFrame(i).GetMethod().DeclaringType.Assembly;
                if (caller != thisAssembly) 
                {
                    probablyNotRewritten = caller;
                    break;
                } 
            }
  
            if (probablyNotRewritten == null) 
                probablyNotRewritten = thisAssembly;
            String simpleName = probablyNotRewritten.GetName().Name; 
            System.Runtime.CompilerServices.ContractHelper.TriggerFailure(kind, Environment.GetResourceString("MustUseCCRewrite", contractKind, simpleName), null, null, null);
 
            _assertingMustUseRewriter = false;
        }

有关非零基数组的创建方法就不做深入的介绍，如果需要使用，可以根据提供的方法重载选择对应的版本实现。