循环遍历 n 维数组

Question

我有一个具有不同维度的通用多维数组。我需要循环遍历它，以便为每个元素保存索引的相对数组和相对值。

对于二维数组（假设为 4 和 5），这将是微不足道的：

        var d1 = 4;
        var d2 = 5;
        var array = Array.CreateInstance(typeof (int), new[] {d1, d2});

        //...
        // code for populating array
        //...

        for (int i = 0; i < d1; i++)
        {
            for (int j = 0; j < d2; j++)
            {
                var value = array.GetValue(new[] { i, j });
                var indices = new[] {i, j};
            }
        }

但我需要对 n 个不同维度的数组做同样的事情。我怎样才能实现它？我需要实现递归函数吗？

Answer 1

访问多维数组中的所有元素并不困难。您可以简单地使用单个索引对整个数组进行平面迭代。棘手的部分是将这个单一索引映射到相应的多维坐标。

一般来说，给定一个大小为向量 的矩阵D，i该矩阵的第一个索引元素具有一个坐标向量C_i，使得：

为了0 <= n < size(D)。

实现这个的IndexToCoordinates方法是：

static int[] IndexToCoordinates(int i, Array arr)
{
    var dims = Enumerable.Range(0, arr.Rank)
        .Select(arr.GetLength)
        .ToArray();

    Func<int, int, int> product = (i1, i2) => i1 * i2;

    return dims.Select((d, n) => (i/dims.Take(n).Aggregate(1, product))%d).ToArray();
}

现在，例如，如果您想访问多维数组中的每个项目并输出其坐标，您可以这样做：

static void OutputAllArrayIndices(Array arr)
{
    var i = 0;

    foreach (int item in arr)
    {
        var coords = IndexToCoordinates(i++, arr);
        Console.WriteLine(string.Join(", ", coords));
    }
}

运行OutputAllArrayIndices(new int[3, 2, 4])然后产生：

0, 0, 0
1, 0, 0
2, 0, 0
3, 0, 0
0, 1, 0
1, 1, 0
2, 1, 0
3, 1, 0
0, 0, 1
1, 0, 1
2, 0, 1
3, 0, 1
0, 1, 1
1, 1, 1
2, 1, 1
3, 1, 1
0, 0, 2
1, 0, 2
2, 0, 2
3, 0, 2
0, 1, 2
1, 1, 2
2, 1, 2
3, 1, 2