一次元配列の基本操作

1. はじめに

配列でよくやりたいことって何？

基本的な操作をリストアップしよう：

• インデックスで配列の要素を読み書きする。
• 値で要素を検索する。
• 配列のコピーや「スライス」（配列の一部）を作る。
• 配列をソートする。
• 配列をリバース（逆順）する。
• 配列を特定の値で埋める。
• 要素が存在するかチェックする（配列が指定した値を含むか）。
• 長さを変更する（resize）。

実際の課題でもこういう操作はよく出てくるよ ― 例えば「4000より大きい合計ある？」とか「1000未満の最初の価格を探せ」とか「価格を昇順でソートして」みたいな感じ。

これ全部、関数でサクッとできる

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. インデックスで要素を読み書きする

これはもう知ってると思うけど、簡単な例でおさらいしよう（例えば成績の配列があるとする）：

// 学生の成績配列
int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5 };

// 最初の成績を読む
int firstGrade = grades[0];
Console.WriteLine($"最初の成績: {firstGrade}");

// 最後の成績を「優秀」（5）に変更
grades[^1] = 5;
Console.WriteLine("変更後の最後の成績: " + grades[^1]);

ここで大事なのは：インデックスは0から始まる、存在しないインデックスにアクセスしようとするとIndexOutOfRangeExceptionエラーになる ― 面接でもよく出るし、実務でもよくやるやつ。

3. 配列内で要素を検索する

配列内で要素を探して、見つかったらそのインデックスを返す関数が2つあるよ。

Array.IndexOf(value [, from])関数

Array.IndexOfは配列の先頭から指定した要素を探す。見つかったらそのインデックスを返し、なければ-1を返す。

でも、もし次の出現も探したい場合は？そのときはArray.IndexOfの第2引数に「どこから探し始めるか」のインデックスを渡す。これは前回見つかったインデックス+1にするのがコツ。

配列内の2の全ての出現箇所を探してみよう：

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5, 2 };
int x = 2; // 探したい要素

int index = Array.IndexOf(grades, x);
while (index != -1)
{
    Console.WriteLine($"要素 {x} は位置: {index} に見つかった");
    // 次は index + 1 から探す
    index = Array.IndexOf(grades, x, index + 1);
} 

Array.LastIndexOf(value [, from])関数

Array.LastIndexOfは配列の末尾から指定した要素を探す。見つかったらそのインデックスを返し、なければ-1を返す。それ以外はArray.IndexOfと同じだよ。

今度は2の全ての出現箇所を末尾から探してみよう：

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5, 2 };
int x = 2; // 探したい要素

int index = Array.LastIndexOf(grades, x);
while (index != -1)
{
    Console.WriteLine($"要素 {x} は位置: {index} に見つかった");
    // 次は index - 1 から探す
    index = Array.LastIndexOf(grades, x, index - 1);
}

4. 配列に要素が存在するかチェック

要素が存在するか調べるにはContains関数がある。このメソッドは配列に指定した要素があればtrueを返す。使うにはSystem.Linqモジュールをusingで追加する必要がある。例：

using System.Linq; // もしなければ using System.Linq; を追加

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

めっちゃシンプルでキレイだよね。

5. 配列をリバースする：Array.Reverse

配列を「逆順」にしたいときはこれを使おう：

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

// 配列を逆順にする
Array.Reverse(grades);
Console.WriteLine("リバース後の成績: " + string.Join(", ", grades));

「最新データ」を探したいときや、単に逆さまの世界が好きな人にも便利。

6. 配列をソートする：Array.Sort

そのうち配列をソートしたくなるはず。最短で安全なのは標準のソート関数を使うこと：

int[] grades = { 4, 3, 5, 2, 5 };
// 昇順でソート
Array.Sort(grades);
Console.WriteLine("ソート後の成績: " + string.Join(", ", grades));

この関数は文字列もソートできるけど、アルファベット順になるよ。

降順ソート

標準のArray.Sortは昇順のみ。降順にしたいときはソート＋リバースを組み合わせよう：

Array.Sort(grades); // まず昇順
Array.Reverse(grades); // それから逆順
Console.WriteLine("降順: " + string.Join(", ", grades));

注意：よく忘れがちだけど、ソートは「その場で」行われる。配列自体が変わるので、新しい配列は返されない。元の順番を残したいなら、先にコピーしておこう。

7. 配列のクローン：CloneとArray.Copy

コピーを作って元の配列を壊したくないときは、Clone()やArray.Copy()を使おう。

Clone()は配列のメソッドで、完全なコピーを返す。

Array.Copy()は、

• コピー元の配列
• コピー先の配列
• コピーする要素数

を渡す必要がある。

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

// 方法1: Clone()
// 一次元・多次元配列どちらもOK。ただしobject型で返るのでキャストが必要:
int[] copy1 = (int[]) original.Clone();

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

大事なポイント：配列がプリミティブ型（intやdouble）なら値ごとコピーされるけど、オブジェクト配列だと参照だけコピーされる！（いわゆる「シャローコピー」）

8. 配列を値で埋める：Array.Fill

配列を「全部0にしたい」とか「全部5にしたい」ってときは、便利なArray.Fillメソッドがあるよ：

int[] grades = new int[5];
Array.Fill(grades, 5); // これで全要素が5になる
Console.WriteLine("理想的な学生: " + string.Join(", ", grades));

特定の値で配列を一気に初期化したいときに便利。

9. 最大値・最小値の検索

System.Linqモジュールを使うと、配列に便利なメソッドが増える。その中に最大値・最小値を返すMax()とMin()がある。

配列の中で最大・最小の成績を探してみよう：

int maxGrade = grades.Max();
int minGrade = grades.Min();
Console.WriteLine($"最大の成績: {maxGrade}, 最小: {minGrade}");

これらのメソッドを使うにはusing System.Linq;を忘れずに追加しよう。