Методы расширения многомерных и одномерных массивов

@Lasur · Регистрация: 18.03.2012

Author24 — интернет-сервис помощи студентам

Лишь недавно заметил, что методы расширения LINQ для многомерных массивов

C#

1	int[,] arr;

куда скуднее, чем для массивов обычных.

C#

int[]

Заглянув в MSDN, понял, что первые реализуют лишь обычный IEnumerable, который поддерживает куда меньше возможностей, чем его обобщенный товарищ. Хотелось бы узнать какое-то логическое объяснение сему, то есть что мешает многомерному массиву наследовать IEnumerable<T>. Спасибо.

@kolorotur · 19.05.2012, 02:45

Сообщение от Lasur

первые реализуют лишь обычный IEnumerable, который поддерживает куда меньше возможностей, чем его обобщенный товарищ.

Возможности у этих интерфейсов одинаковы и заключаются лишь в одном: предоставлении итератора для обхода коллекции.

Другое дело, что все методы-расширения LINQ построены на работе именно с IEnumerable<T>, а не с IEnumerable.
Но это довольно легко "обойти", приведя массив к интерфейсу нужного типа:

C#

1 2	int[,] array = new int[5,2]; IEnumerable<int> iter = array.Cast<int>();

Дальше проблем с LINQ'ом не будет.

@Lasur · 19.05.2012, 03:16 **[ТС]**

Сообщение от Lasur

первые реализуют лишь обычный IEnumerable, который поддерживает куда меньше возможностей, чем его обобщенный товарищ.

Сообщение от kolorotur

Возможности у этих интерфейсов одинаковы и заключаются лишь в одном: предоставлении итератора для обхода коллекции.

Я выразился не совсем верно, имея в виду список методов расширения.

За описание "обхода" спасибо, но вопрос остается прежним. Мне уже не впервой не удается понять тонкости реализации Array)

@kolorotur · 19.05.2012, 11:52

Сообщение от Lasur

вопрос остается прежним.

Какой именно вопрос?
Если вы вот об этом

Сообщение от Lasur

что мешает многомерному массиву наследовать IEnumerable<T>.

то ответ прост: мешает ему то, что класс Array, от которого наследуются все массивы, не реализует интерфейс IEnumerable<T>, так как на момент его создания (.NET 1.0) обобщенний в языке еще не существовало.

Предвидя ваше замечание о том, что одномерные массивы реализуют этот интерфейс, скажу сразу: одномерные массивы с нулевым индексом, так называемые SZArrays (Single-dimensional, Zero-based arrays) являются особым случаем для компилятора и рантайма, так как одномерные массивы с нулевым индексом - фундаментальные структуры данных практически во всех языках программирования, потому компилятор обрабатывает эти массивы немного иначе с целью повышения их производительности. В частности, для одномерных массивов с нулевым индексом генерируется особый IL-код, где обращение к отдельным элементам происходит не через вызов виртуального метода конкретной реализации класса Array, а через прямую адресацию памяти, как происходит в языках типа С/С++. Поэтому, кстати, ступенчатые массивы в шарпе практически всегда выигрывают по производительности многомерным.
В общем, в шарпе SZArray - отдельный случай, причем используемый довольно часто, потому конкретно для этого случая в новой версии фреймворка добавили и реализацию нового интерфейса.

Общий же класс Array остался без изменений:

C#

1 2	foreach (var type in typeof(Array).GetInterfaces()) Console.WriteLine(type);

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable

Это можно легко проверить, создав одномерный массив, но не с нулевым индексом:

C#

int[] lengths = { 0 };
int[] lowerBounds = { 1 };
var array = Array.CreateInstance(typeof(int), lengths, lowerBounds);
foreach (var type in array.GetType().GetInterfaces())
   Console.WriteLine(type);

Результат такой же, как и для класса Array:

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable

Как видим, обобщенного интерфейса тут нет и не предвидится.

А вот если создать SZArray, то дело принимает другой оборот:

C#

int[] lengths = { 0 };
int[] lowerBounds = { 0 };
var array = Array.CreateInstance(typeof(int), lengths, lowerBounds);
foreach (var type in array.GetType().GetInterfaces())
   Console.WriteLine(type);

System.ICloneable
System.Collections.IList
System.Collections.ICollection
System.Collections.IEnumerable
System.Collections.IStructuralComparable
System.Collections.IStructuralEquatable
System.Collections.Generic.IList`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.ICollection`1[System.Int32]
System.Collections.Generic.IEnumerable`1[System.Int32]

В целом же в ООП-языке многомерным массивам или массивам с ненулевой нижней границей отведена довольно узкая ниша применения, ограничивающаяся в основном студенческими лабами, интеропом с другими системами и обработкой матриц.
Ради такого никто не будет заморачиваться с перелопачиванием класса для реализации нового интерфейса.

@Lasur · 19.05.2012, 13:28 **[ТС]**

Спасибо за столь полный ответ. Это именно то, что я спрашивал.
Но, признаться, впервые услышал про Zero-based arrays, и соответственно, появились новые вопросы.
Например, в одном из вопросов со StackOverflow написано, что

Nonzero-based arrays are not CLS-compliant

При этом вот такой код

C#

[assembly:CLSCompliant(true)]
namespace Test
{
    [CLSCompliant(true)]
    public class Test
    {
        [CLSCompliant(true)]
        public static void Main()
        {
            int[] lengths = { 1 };
            int[] lowerBounds = { 1 };
            var array = Array.CreateInstance(typeof (int), lengths, lowerBounds);
        }
    }
}

не выдает никаких жалоб.
С другой стороны, в другом вопросе там же, утверждается, что

All arrays in C# are zero based.

Таким образом, единственное объяснение, которое приходит в голову, что это

C#

1
2
3

int[] lengths = { 0 };
int[] lowerBounds = { 1 };
var array = Array.CreateInstance(typeof(int), lengths, lowerBounds);

лишь обертка для Single-dimensional arrays, которая не наследует generic интерфейсы.

@kolorotur · 19.05.2012, 14:41

Сообщение от Lasur

При этом вот такой код не выдает никаких жалоб.

К сожалению, атрибут CLSCompliantAttribute не всегда может точно определить соответствие метода/класса/сборки и т.д. правилам CTS.
В данном случае массив создается динамически, следовательно его размерность будет известна только во время рантайма, а атрибут используется на стадии компиляции.

Сообщение от Lasur

С другой стороны, в другом вопросе там же, утверждается, что

All arrays in C# are zero based.

Там этот же товарищ следующим предложением пишет:

As far as I know there is no way to create a 1 based array.

Что довольно красноречиво характеризует его знания о языке.

Сообщение от Lasur

Таким образом, единственное объяснение, которое приходит в голову, что это лишь обертка для Single-dimensional arrays, которая не наследует generic интерфейсы.

Скорее всего так и есть, но суть в том, что при создании массива, рантайм генерирует класс, наследующийся от Array, кроме случаев, когда массив является одномерным с нулевой нижней границей. В новой версии фреймворка этому отдельному случаю добавили поддержку обобщенного интерфейса, а сам класс Array трогать просто-напросто не стали. Да и как добавить реализацию обобщенного интерфейса, не делая сам класс Array обобщенным? А это, согласитесь, довольно серьезные изменения для такого фундаментального класса.

@Lasur · 19.05.2012, 14:50 **[ТС]**

Спасибо.

@Lasur 267 / 257 / 43 Регистрация: 18.03.2012 Сообщений: 506
	19.05.2012, 03:16 [ТС]	3
	Сообщение от Lasur первые реализуют лишь обычный IEnumerable, который поддерживает куда меньше возможностей, чем его обобщенный товарищ. Сообщение от kolorotur Возможности у этих интерфейсов одинаковы и заключаются лишь в одном: предоставлении итератора для обхода коллекции. Я выразился не совсем верно, имея в виду список методов расширения. За описание "обхода" спасибо, но вопрос остается прежним. Мне уже не впервой не удается понять тонкости реализации Array) 0

@kolorotur 17791 / 12942 / 3381 Регистрация: 17.09.2011 Сообщений: 21,215
	19.05.2012, 14:41	6
	Сообщение от Lasur При этом вот такой код не выдает никаких жалоб. К сожалению, атрибут CLSCompliantAttribute не всегда может точно определить соответствие метода/класса/сборки и т.д. правилам CTS. В данном случае массив создается динамически, следовательно его размерность будет известна только во время рантайма, а атрибут используется на стадии компиляции. Сообщение от Lasur С другой стороны, в другом вопросе там же, утверждается, что All arrays in C# are zero based. Там этот же товарищ следующим предложением пишет: As far as I know there is no way to create a 1 based array. Что довольно красноречиво характеризует его знания о языке. Сообщение от Lasur Таким образом, единственное объяснение, которое приходит в голову, что это лишь обертка для Single-dimensional arrays, которая не наследует generic интерфейсы. Скорее всего так и есть, но суть в том, что при создании массива, рантайм генерирует класс, наследующийся от Array, кроме случаев, когда массив является одномерным с нулевой нижней границей. В новой версии фреймворка этому отдельному случаю добавили поддержку обобщенного интерфейса, а сам класс Array трогать просто-напросто не стали. Да и как добавить реализацию обобщенного интерфейса, не делая сам класс Array обобщенным? А это, согласитесь, довольно серьезные изменения для такого фундаментального класса. 1

@Lasur 267 / 257 / 43 Регистрация: 18.03.2012 Сообщений: 506
	19.05.2012, 14:50 [ТС]	7
	Спасибо. 0

Методы расширения многомерных и одномерных массивов

Решение