如何获取子数组引用以同步修改原数组并限制越界修改

这是个非常贴合实际开发的需求——想要一个和原数组绑定的子数组视图，既能同步修改，又能严格限制操作范围，避免误改原数组的其他元素。先帮你理清几个核心问题，再给出具体的实现方案：

为什么你的原代码不生效？ #

你用Skip(2).Take(3).ToArray()得到的subarray是完全独立的新数组，它是原数组指定范围元素的副本，和原数组没有任何引用关系。所以修改这个新数组的元素，自然不会影响到原数组。

关于ArraySegment的误区 #

你提到ArraySegment不够理想，其实是误解了它的用法：

• ArraySegment<byte>.ToArray()方法本身会创建一个新的复制数组，这个数组和原数组无关，修改它当然不会影响原数组；
• 而ArraySegment本身是原数组的一个视图，它直接引用原数组，但它没有做范围限制——你可以通过ArraySegment.Array直接拿到完整的原数组，从而修改任意位置的元素，这才是它不符合你需求的核心原因。

自定义受限数组视图的实现 #

我们可以自己封装一个类，内部持有原数组的引用、子数组的起始索引和长度，通过索引器严格限制访问范围，既保证修改同步到原数组，又防止越界操作：

public class RestrictedArraySegment<T>
{
    private readonly T[] _originalArray;
    private readonly int _startIndex;
    public int Length { get; }

    public RestrictedArraySegment(T[] originalArray, int startIndex, int length)
    {
        if (originalArray == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(originalArray));
        if (startIndex < 0 || startIndex >= originalArray.Length)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(startIndex));
        if (length < 0 || startIndex + length > originalArray.Length)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(length));

        _originalArray = originalArray;
        _startIndex = startIndex;
        Length = length;
    }

    public T this[int index]
    {
        get
        {
            ValidateIndex(index);
            return _originalArray[_startIndex + index];
        }
        set
        {
            ValidateIndex(index);
            _originalArray[_startIndex + index] = value;
        }
    }

    private void ValidateIndex(int index)
    {
        if (index < 0 || index >= Length)
            throw new IndexOutOfRangeException("索引超出了子数组的范围");
    }
}

使用示例 #

用这个类替换你原来的代码，就能得到你想要的效果：

byte[] array = { 0, 1, 2, 3, 4 };
var subSegment = new RestrictedArraySegment<byte>(array, 2, 3);
subSegment[0] = 8;
Console.WriteLine("array[2] = " + array[2]); // 输出：array[2] = 8

// 尝试访问超出子数组范围的索引会直接抛出异常，避免误改原数组其他元素
// subSegment[3] = 9; // 抛出IndexOutOfRangeException，不会修改原数组的无效位置

额外优化（可选） #

如果需要遍历这个受限视图，可以给类添加一个枚举器：

public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    for (int i = 0; i < Length; i++)
    {
        yield return _originalArray[_startIndex + i];
    }
}

这样就能用foreach遍历这个子数组视图了。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者BlackMat