Массивы массивов и поверхностное копирование

Итак, массив массивов представляет собой одномерный массив, элементами которого являются ссылки на массивы следующего (подчиненного) уровня. Этот факт требует особого внимания, так как затрагивает фундаментальные вопросы копирования ссылок и тех объектов, которые ими адресуются.

Независимо от того, какого вида массив мы рассматриваем, присваивание ссылке на массив значения другой ссылки на уже существующий массив (на объект с типом массива) приводит к появлению двух ссылок на один массив. Это мы уже иллюстрировали и разобрали.

Метод Clone () позволяет создать новый экземпляр массива. В программе 07₀₄.cs показано, что изменяя один из одномерных массивовкопий, мы не изменяем второй. Следующая программа иллюстрирует применение копирования к многомерному массиву:

// 07₀₈.cs — двумерный массив — полное клонирование using static System. Console; class Program {.

static void MainQ.

{

int size;

do Write («size = «);

while (!int.TryParse (ReadLine (), out size) || size < 1); int[,] one = new int[size, size];

WriteLine («Массив one:»); for (int i = 0; i < size; i++, WriteLineQ) for (int j = 0; j < size; j++).

{

if (i == j) one[i, j] = 1;

Write (one[i, j] + ««);

}

WriteLine («one.Length = «+ one. Length); int[,] two = (int[,])one.Clone (); // клонирование two[0, 0] = - size;

WriteLine («Массив two:»); for (int i = 0; i < size; i++, WriteLineQ) for (int j = 0; j < size; j++).

Write (two[i, j] + ««);

WriteLine («Массив one:»); for (int i = 0; i < size; i++, WriteLineQ) for (int j = 0; j < size; j++).

Write (one[i, j] + ««);

} }

Результат выполнения программы:

Массив one:

10 0 0 0 10 0 0 0 10 0 0 0 1.

one.Length = 16 Массив two:

• -4 0 0 0 0 10 0 0 0 10 0 0 0 1 Массив one:
  • 10 0 0 0 10 0 0 0 10 0 0 0 1

В программе определена ссылка two типа int[,], и ей присвоен результат копирования массива, связанного со ссылкой one, имеющей тот же тип int[,]. Выведена единичная матрица, адресованная ссылкой one, затем изменен обычным присваиванием один элемент массивакопии:

two[0, 0] = - size;

Выведенные на консоль значения элементов массивов иллюстрируют независимость массива-оригинала от массива-копии.

Программы 07₀₄.cs и 07₀₈.cs выполняют с помощью метода CloneQ копирование массивов, у каждого из которых один спецификатор размерности. В первом случае массив одномерный, во второй программе клонируется двумерный массив. Результат копирования в обоих случаях вполне ожидаемый.

Применяя метод Clone () к массиву массивов, мы сталкиваемся с очень важной особенностью. Строго говоря, действия метода остаются прежними — он создает массив-копию и присваивает его элементам значения элементов массива-оригинала. Однако в этом случае копирования тех подчиненных массивов, на которые «смотрят» ссылки (элементы массива-оригинала), не происходит. Выполняется так называемое поверхностное или поразрядное копирование. Иначе и быть не должно — «не знает» метод Clone (), что код, который является значением элемента копируемого массива, представляет собой ссылку, и по этой ссылке нужно еще что-то «доставать».

Таким образом, копируя с помощью метода Clone () массив массивов, мы получаем два экземпляра массива верхнего уровня, элементы которых адресуют одни и те же участки памяти, выделенные для подчиненных массивов объекта-оригинала.

В качестве иллюстрации указанной ситуации приведем следующую программу, построенную на основе 07₀₆.cs:

// 07₀₉.cs — массив массивов — клонирование поверхностное! using static System. Console; class Program {.

static void MainQ.

{

int size;

do Write («size = «);

while (!int.TryParse (ReadLine (), out size) || size < 1); int[][] tre = new int[size][]; for (int j = 0; j < size; j++).

{

tre[j] = new int[j + 1]; tre[j][j] = j + 1;

}

WriteLine («MaccHB tre:»);

for (int i = 0; i < tre. Length; i++, WriteLine ()).

for (int j = 0; j < tre[i]. Length; j++).

Write (tre[i][j] + ««);

WriteLine («tre.Length = «+ tre. Length); int[][] two = (int[][])tre.Clone (); two[0][0] = -size;

WriteLine («Массив two:»);

for (int i = 0; i < two. Length; i++, WriteLineQ).

for (int j = 0; j < two[i]. Length; j++).

Write (two[i][j] + ««);

WriteLine («MaccMB tre:»);

for (int i = 0; i < tre. Length; i++, WriteLineQ).

for (int j = 0; j < tre[i]. Length; j++).

Write (tre[i][j] + ««);

} }

Результат выполнения программы:

size = 4.

Массив tre:

• 1
• 0 2 0 0 3 0 0 0 4

tre.Length = 4 Массив two:

— 4 0 2 0 0 3 0 0 0 4.

Массив tre:

— 4 0 2 0 0 3 0 0 0 4.

В программе определена ссылка two типа int[ ][ ] и ей присвоен результат копирования (клонирования) «треугольного» массива, адресованного ссылкой tre, имеющей тип int[ ] [ ]. С помощью оператора.

two[0][0] = -size;

изменен один целочисленный элемент «нижнего уровня» массива массивов two. После присваивания изменилось значение, соответствующее выражению tre[0] [0].

Контрольные вопросы и задания

• 1. Являются ли типы массивов типами значений?
• 2. Какой тип может иметь индексирующее выражение?
• 3. Где размещается (в стеке или в куче) объявленная в статическом методе ссылка на массив?
• 4. При выполнении какой операции создается объект класса массивов?
• 5. Что такое класс массивов?
• 6. Какие значения принимают элементы массива при отсутствии в его определении инициализатора?
• 7. Какова структура инициализатора массива?
• 8. Чем определяется количество инициализирующих выражений в инициализаторе массива?
• 9. Объясните назначение всех элементов заголовка цикла foreach.
• 10. Каково назначение и возможности переменной цикла foreach?
• 11. Какими средствами можно изменить размер массива-объекта в процессе выполнения программы?
• 12. Назовите свойства массивов, унаследованные ими от класса Array.
• 13. Приведите примеры нестатических методов класса Array.
• 14. Приведите примеры статических методов класса Array.
• 15. Выясните, в чем различия методов Сору () и С1опе ().
• 16. Что такое размерность массива?
• 17. Что такое спецификатор размерности массива?
• 18. Допустимо ли динамическое определение размеров многомерных массивов?
• 19. Чему равно свойство Length для многомерного массива?
• 20. С помощью каких средств можно получить размер многомерного массива по нужному измерению?
• 21. Сколько спецификаторов размерности в объявлении типа четырехмерного массива?

• 22. Перечислите синтаксические отличия массива массивов от двумерного массива.
• 23. Сколько операций new в определении объекта (экземпляра) трехмерного массива?
• 24. Чему равно свойство Rank массива массивов?
• 25. В каком случае при клонировании массива проявляется эффект поверхностного копирования?