Основні операції над одномірними масивами

1. Вступ

Що зазвичай хочеться робити з масивами?

Перелічімо базові операції:

• Читання та зміна елементів масиву за індексом.
• Пошук елемента за значенням.
• Копіювання масиву, створення «зрізів» (частин масиву).
• Сортування масиву.
• Реверс (розворот) масиву.
• Заповнення масиву значенням.
• Перевірка наявності елемента (чи містить масив задане значення).
• Зміна довжини (resize).

У реальних завданнях ви часто стикаєтеся з цими діями — наприклад, «чи є сума більша за 4 000?», «знайдіть першу ціну, меншу за 1 000», «відсортуйте ціни за зростанням» тощо.

І для всього цього маємо методи

arr[n] = x

Array.IndexOf(arr, v)

Array.Exists(arr, pred)

Array.Sort(arr)

Array.Reverse(arr)

arr.Clone(), Array.Copy

Array.Fill(arr, val)

Array.Resize(ref arr, len)

arr.Max(), arr.Min()

2. Читання та зміна елементів за індексом

З цим ви вже знайомі; закріпімо на простому прикладі (нехай у нас є масив оцінок):

// Масив оцінок студента
int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5 };

// Прочитаємо першу оцінку
int firstGrade = grades[0];
Console.WriteLine($"Перша оцінка: {firstGrade}");

// Змінюємо останню оцінку на «відмінно» (5)
grades[^1] = 5;
Console.WriteLine("Змінена остання оцінка: " + grades[^1]);

Важливо: індексація починається з нуля; спроба звернутися до неіснуючого індексу призводить до винятку IndexOutOfRangeException — класика жанру на співбесідах і в житті.

3. Пошук елемента в масиві

Є два методи, що шукають елемент у масиві й повертають його індекс, якщо знайдено.

Метод Array.IndexOf(value [, from])

Метод Array.IndexOf шукає заданий елемент з початку масиву. Якщо елемент знайдено — повертає його індекс. Якщо ні — повертає -1.

А що робити, якщо ви хочете знайти наступні вхідження потрібного елемента в масиві? Для цього методу Array.IndexOf потрібно передати другий параметр — індекс, від якого почати пошук. Це має бути індекс останнього знайденого елемента + 1.

Знайдімо всі вхідження числа 2 у нашому масиві:

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5, 2 };
int x = 2; // елемент, який шукаємо

int index = Array.IndexOf(grades, x);
while (index != -1)
{
    Console.WriteLine($"Елемент {x} знайдено на позиції: {index}");
    // Шукаємо наступний індекс, починаючи з позиції index + 1
    index = Array.IndexOf(grades, x, index + 1);
} 

Метод Array.LastIndexOf(value [, from])

Метод Array.LastIndexOf шукає заданий елемент з кінця масиву. Якщо елемент знайдено — повертає його індекс. Якщо ні — повертає -1. В іншому він повністю аналогічний методу Array.IndexOf.

Знайдімо всі вхідження числа 2 у нашому масиві, але шукатимемо з кінця:

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5, 2 };
int x = 2; // елемент, який шукаємо

int index = Array.LastIndexOf(grades, x);
while (index != -1)
{
    Console.WriteLine($"Елемент {x} знайдено на позиції: {index}");
    // Шукаємо наступний індекс, починаючи з попередньої позиції - 1
    index = Array.LastIndexOf(grades, x, index - 1);
}

4. Перевірка наявності елемента в масиві

Для перевірки наявності елемента є метод Contains. Він повертає true, якщо масив містить указаний елемент. Для його роботи обовʼязково додайте простір імен System.Linq. Приклад:

using System.Linq; // Додайте using System.Linq;, якщо його немає

bool hasExcellent = grades.Contains(5); 
Console.WriteLine($"Є пʼятірка? {hasExcellent}");

Усе дуже просто й наочно.

5. Реверсувати масив: Array.Reverse

Припустімо, ви хочете розвернути масив «догори дриґом». Використовуйте:

int[] grades = { 2, 3, 4, 5 };

// Розвертаємо масив
Array.Reverse(grades);
Console.WriteLine("Після реверсу: " + string.Join(", ", grades));

Це зручно для пошуку «найсвіжіших» даних або просто, якщо вам подобається дивитися на світ догори дриґом.

6. Сортування масиву: Array.Sort

Рано чи пізно ви захочете відсортувати масив. Найпростіший і надійний спосіб — скористатися стандартним методом сортування:

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5 };
// Сортуємо за зростанням
Array.Sort(grades);
Console.WriteLine("Відсортовані оцінки: " + string.Join(", ", grades));

Цей метод сортує й рядки — в алфавітному порядку.

Сортування за спаданням

Стандартний Array.Sort сортує лише за зростанням. Для сортування за спаданням скористайтеся комбінацією сортування та реверсу:

Array.Sort(grades); // Спочатку за зростанням
Array.Reverse(grades); // Потім розвертаємо
Console.WriteLine("За спаданням: " + string.Join(", ", grades));

Примітка: часто забувають, що сортування відбувається «на місці»: масив змінюється, нового не повертається. Якщо потрібен початковий порядок, спершу скопіюйте масив.

7. Клонування масиву: Clone і Array.Copy

Якщо потрібно створити копію (і не псувати початковий масив під час обробки), скористайтеся методами Clone() і Array.Copy().

Метод Clone() викликають у масиву, і він поверне його повну копію.

Метод Array.Copy() вимагає передати такі дані:

• масив-джерело;
• масив-призначення;
• кількість комірок для копіювання.

int[] original = { 1, 2, 3, 4, 5 };

// Спосіб 1: Clone()
// Працює для одно- та багатовимірних масивів, але повертає object — потрібне приведення типу:
int[] copy1 = (int[]) original.Clone();

// Спосіб 2: Array.Copy
int[] copy2 = new int[original.Length];
Array.Copy(original, copy2, original.Length);

Важлива особливість: для примітивних типів (int, double) копіюються значення. Якщо це масив об’єктів, копіюються лише посилання — так зване «поверхневе копіювання».

8. Заповнення масиву значенням: Array.Fill

Хочете «обнулити» масив або заповнити його всіма пʼятірками? Для цього є зручний метод — Array.Fill:

int[] grades = new int[5];
Array.Fill(grades, 5); // Тепер усі елементи дорівнюють 5
Console.WriteLine("Гіпотетично ідеальний студент: " + string.Join(", ", grades));

Корисно, коли потрібно швидко ініціалізувати масив певним значенням.

9. Пошук максимального і мінімального значення

Простір імен System.Linq додає масивам багато корисних методів, і два з них повертають мінімальне та максимальне значення в масиві. Це Max() і Min().

Знайдімо максимальну та мінімальну оцінку в масиві:

int maxGrade = grades.Max();
int minGrade = grades.Min();
Console.WriteLine($"Максимальна оцінка: {maxGrade}, мінімальна: {minGrade}");

Не забудьте додати using System.Linq; для цих методів.