遍历一个n维数组

Question

我有一个通用的多维数组，不同的维度。我需要循环遍历它，以便为每个元素保存相关的索引数组和相关值。

对于一个二维数组，比如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};
            }
        }

但我需要在一个不同维度的n个元素数组上执行相同的操作。我该如何实现？是否需要实现递归函数？

- user3778737

---

你已经有一个 n 维数组，只需要编写迭代它的代码吗？ - Asad Saeeduddin

是的，给定了n维数组。我需要独立于其维度的数量和大小对其进行迭代。 - user3778737

给定一个n维数组，您可以通过对数组进行平坦迭代，并使用模运算符来确定您所在的索引。 - Asad Saeeduddin

谢谢Asad的回答。你能写一个例子吗？我不确定如何使用模运算符来获取值和索引。 - user3778737

我可以假设每个维度的下限为0，上限为该维度的大小吗？ - Asad Saeeduddin

Answer 1

访问多维数组中的所有元素并不困难。您可以通过单个索引对整个数组进行扁平迭代。棘手的部分是将此单个索引映射到相应的多维坐标。

通常，给定大小向量D的矩阵，该矩阵的第i个单索引元素具有坐标向量Ci，如下所示： 对于0 <= n < size(D)。

实现这个功能的方法是IndexToCoordinates：

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();
}

比如说，如果您想访问多维数组中的每个元素并输出它的坐标，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])将产生以下结果：

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

- Asad Saeeduddin

---

谢谢Asad。你的代码真的很好，尽管我认为维度不应该被反转，因为坐标数组被错误地反转了。你也可以在你发布的输出中注意到这种行为。 - user3778737