c# - 如何在接口(interface)或基类中定义一个固定大小的数组

Question

我正在制作宾果游戏，在宾果游戏中，卡片是 5x5 的数字网格(减去“自由”中心空间)。我正在寻找一种以强类型方式表示 5x5 网格的方法。它可能是一个 5x5 的整数、 bool 值、某些类等网格。我最初的想法是使用二维数组，但这有一个问题，我不允许指定大小，所以在传递对象时，有其他类无法知道它应该有 5 行和 5 列。

例如，我可能会创建界面:

public interface ICard
{
    int[,] cells { get; }
}

但是这里没有明确说明整数数组有 5 行和 5 列。此外，为了定义要匹配的模式，我可能会使用 5x5 bool 值网格，所以我希望它看起来更像这样:

public interface ICard<T>
{
    T[,] cells { get; }
}

那么我该如何更改它以返回一个强类型 Card 对象，该对象强制执行应该只有 5 行和 5 列的规则，并使其显而易见。我认为我的问题的答案是创建一个新的 Card 类，但我不确定如何以优雅的方式执行此操作，以强制执行并使其明显表明它是 5x5 网格。

任何想法表示赞赏。谢谢。

衍生答案

加油，感谢所有如此迅速提供答案的人。基于所有的答案，我想出了一些混合方法。这是我最终做的:

创建了一个新的通用 Matrix 接口(interface)和类:

public interface IMatrix<T>
{
    int NumberOfColumns { get; }
    int NumberOfRows { get; }
    T GetCell(int column, int row);
    void SetCell(int column, int row, T value);
}

public class Matrix<T> : IMatrix<T>
{
    protected readonly T[,] Cells;

    public int NumberOfColumns { get; }
    public int NumberOfRows { get; }

    public Matrix(int numberOfColumns, int numberOfRows)
    {
        NumberOfColumns = numberOfColumns;
        NumberOfRows = numberOfRows;
        Cells = new T[numberOfColumns, numberOfRows];
    }

    public T GetCell(int column, int row)
    {
        ThrowExceptionIfIndexesAreOutOfRange(column, row);
        return Cells[column, row];
    }

    public void SetCell(int column, int row, T value)
    {
        ThrowExceptionIfIndexesAreOutOfRange(column, row);
        Cells[column, row] = value;
    }

    private void ThrowExceptionIfIndexesAreOutOfRange(int column, int row)
    {
        if (column < 0 || column >= NumberOfColumns || row < 0 || row >= NumberOfRows)
        {
            throw new ArgumentException($"The given column index '{column}' or row index '{row}' is outside of the expected range. Max column range is '{NumberOfColumns}' and max row range is '{NumberOfRows}'.");
        }
    }
}

然后我的实际 Card 对象在构造函数中采用 IMatrix 并验证它是否具有预期的行数和列数:

public interface ICard
{
    int NumberOfColumns { get; }
    int NumberOfRows { get; }
    ICell GetCellValue(int column, int row);

    bool Mark(int number);
    bool Unmark(int number);
}

public class Card : ICard
{
    // A standard Bingo card has 5 columns and 5 rows.
    private const int _numberOfColumns = 5;
    private const int _numberOfRows = 5;

    private IMatrix<ICell> Cells { get; } = new Matrix<ICell>(_numberOfColumns, _numberOfRows);

    public Card(IMatrix<ICell> numbers)
    {
        if (numbers.NumberOfColumns != NumberOfColumns || numbers.NumberOfRows != NumberOfRows)
            throw new ArgumentException($"A {numbers.NumberOfColumns}x{numbers.NumberOfRows} matrix of numbers was provided for the Card with ID '{id}' instead of the expected {NumberOfColumns}x{NumberOfRows} matrix of numbers.", nameof(provider));

        for (int column = 0; column < NumberOfColumns; column++)
        {
            for (int row = 0; row < NumberOfRows; row++)
            {
                var number = numbers.GetCell(column, row);
                var value = (column == 2 && row == 2) ? new Cell(-1, true) : new Cell(number);
                Cells.SetCell(column, row, value);
            }
        }
    }

    public int NumberOfColumns => _numberOfColumns;
    public int NumberOfRows => _numberOfRows;

    public ICell GetCellValue(int column, int row) => Cells.GetCell(column, row).Clone();

    public bool Mark(int number)
    {
        var cell = GetCell(number);
        if (cell != null)
        { 
            cell.Called = true;
        }
        return cell != null;
    }

    public bool Unmark(int number)
    {
        var cell = GetCell(number);
        if (cell != null)
        {
            cell.Called = false;
        }
        return cell != null;
    }

    ...
}

我喜欢这种方法，因为它通过 IMatrix 属性使行数和列数显而易见，并允许我在以后轻松添加另一个 LargeCard 类，它可以采用 10x10 矩阵或任何我需要的矩阵。由于它们都在使用接口(interface)，这应该意味着需要最少的代码更改。此外，如果我决定在内部使用 List 而不是多维数组(可能出于性能原因)，我需要做的就是更新 Matrix 类实现。

Answer 1

如果你需要像cell[row, column]这样的东西，这可能是一个建议:

static void Main()
{
    var card = new Card();

    card.cells[3, 2] = true;

    Console.WriteLine(card.cells[2, 4]); // False
    Console.WriteLine(card.cells[3, 2]); // True
    Console.WriteLine(card.cells[8, 9]); // Exception
}

public interface ICard
{
    Cells cells { get; set; }
}

public class Card : ICard
{
    Cells _cells = new Cells();

    public Cells cells { get { return _cells; } set { _cells = value; } }
}

public class Cells : List<bool>
{
    public Cells()
    {
        for (int i = 0; i < 25; i++)
        {
            this.Add(false);
        }
    }

    public virtual bool this[int row, int col]
    {
        get
        {
            if (row < 0 || row >= 5 || col < 0 || col >= 5) throw new IndexOutOfRangeException("Something");
            return this[row * 5 + col];
        }
        set
        {
            if (row < 0 || row >= 5 || col < 0 || col >= 5) throw new IndexOutOfRangeException("Something");
            this[row * 5 + col] = value;
        }
    }
}