Kas yra indeksai C#? Kokie indeksų tipai egzistuoja…

C# indeksatoriai leidžia kreiptis į klasės ar struktūros egzempliorių kaip į masyvą, naudojant sintaksę []. Jie nėra statiniai ir perkrauna operatorių [].

Indeksatoriai

Indeksatoriai leidžia apibrėžti prieigos logiką prie kolekcijos elementų ar duomenų struktūros klasėje.

public class MyCollection
{
    private string[] data = new string[10];

    // Indeksatorius, leidžiantis gauti arba nustatyti elementą pagal indeksą
    public string this[int index]
    {
        get
        {
            // Ribų patikrinimas
            if (index >= 0 && index < data.Length)
            {
                return data[index];
            }
            else
            {
                throw new IndexOutOfRangeException();
            }
        }
        set
        {
            // Ribų patikrinimas
            if (index >= 0 && index < data.Length)
            {
                data[index] = value;
            }
            else
            {
                throw new IndexOutOfRangeException();
            }
        }
    }
}

Indeksatorių tipai

Indeksatoriai gali priimti bet kokį parametrų skaičių ir tipą, neapsiribojant tik sveikųjų skaičių tipais.

public class DictionaryLike
{
    private Dictionary<string, string> _dictionary = new Dictionary<string, string>();

    // Indeksatorius su string tipo parametru
    public string this[string key]
    {
        get
        {
            if (_dictionary.ContainsKey(key))
            {
                return _dictionary[key];
            }
            else
            {
                return null; // arba išmesti išimtį
            }
        }
        set
        {
            _dictionary[key] = value;
        }
    }
}

Perkrauta indeksatorių

Galima kurti perkrautus indeksatorius su skirtingomis parašomis (parametrų rinkiniu ir tipais).

public class Matrix
{
    private int[,] data;

    public Matrix(int rows, int cols)
    {
        data = new int[rows, cols];
    }

    // Indeksatorius su dviem sveikųjų skaičių parametrais
    public int this[int row, int col]
    {
        get
        {
            // Ribų patikrinimas
            if (row >= 0 && row < data.GetLength(0) && col >= 0 && col < data.GetLength(1))
            {
                return data[row, col];
            }
            else
            {
                throw new IndexOutOfRangeException();
            }
        }
        set
        {
            // Ribų patikrinimas
            if (row >= 0 && row < data.GetLength(0) && col >= 0 && col < data.GetLength(1))
            {
                data[row, col] = value;
            }
            else
            {
                throw new IndexOutOfRangeException();
            }
        }
    }
}

Intervaliniai indeksai (Ranges & Indices)

Nuo C# 8.0 buvo įvesti nauji System.Index ir System.Range tipai, leidžiantys naudoti sintaksę, skirtą prieigai prie elementų iš kolekcijos pabaigos (^) ir gauti dalinius diapazonus (..). Šie konceptai dažnai vadinami "indeksais", tačiau jie skiriasi nuo klasikinių indeksatorių.

using System;

public class ArrayExample
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        string[] words = { "the", "quick", "brown", "fox", "jumps", "over", "the", "lazy", "dog" };

        // Naudojant System.Index prieigai iš pabaigos
        Index last = ^1; // Paskutinio elemento indeksas
        Console.WriteLine(words[last]); // dog

        // Naudojant System.Range gauti dalinį diapazoną
        Range middle = 1..4; // Elementai nuo indekso 1 iki (neįskaitant) indekso 4
        string[] subset = words[middle]; // {"quick", "brown", "fox"}

        // Range su System.Index
        Range fromEnd = ^3..; // nuo trečio nuo pabaigos iki pabaigos
        string[] suffix = words[fromEnd]; // {"the", "lazy", "dog"}
    }
}

Praktinis taikymas

Aš aktyviai naudoju indeksatorius kuriant savo kolekcijų klases ar apvalkale ant esamų, siekiant suteikti intuityvesnį duomenų prieigos būdą. Pavyzdžiui:

Klasės, reprezentuojančios matricą ar daugiamačius duomenis, kur prieiga pagal koordinates matrix[row, col] buvo logiška.
Apvalkale ant Dictionary<> ar kitų kolekcijų, kur prieiga pagal raktą per indeksatorių pagerina kodo skaitomumą.
Paprasčiose kolekcijose, kur reikėjo sintaksės patogumo prieigos, panašios į masyvą.

Intervaliniai indeksai (System.Index ir System.Range) naudojami patogesnei prieigai prie masyvų ar sąrašų dalių, ypač dirbant su eilutėmis ar dalinėmis kolekcijų dalimis.

Kas yra indeksai C#? Kokie indeksų tipai egzistuoja ir ar juos naudojote praktikoje?