VBA学习笔记四：数组

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第4部分数组

4.1 数组的基本概念

4.1.1 数组元素

元素个数：通常情况下，数组的下标从 0 开始计数，例如：dim arr(4)表示数组的索引范围为 0 到 4，共有 5个元素

4.1.2 数组类型

一维数组：只包含一行或一列元素
二维数组：是一个表格形式的数据结构，具有行和列的概念。通过两个索引可以访问二维数组中的元素，第一个索引表示行，第二个索引表示列
多维数组：除了二维数组外，VBA 还支持多维数组，可以是三维、四维甚至更高维度的
嵌套数组：将一个数组作为另一个数组的元素之一，可以理解为数组中包含数组，由多个数组组合在一起形成的一个整体的多层次结构，需要注意的是每一个子数组的大小也可以不同
- 嵌套数组理解参考：VBA数组嵌套的问题-Excel VBA程序开发-ExcelHome技术论坛 –
以下是不同的数组类型在本地窗口的展开，本地窗口展开的次数与数组的维度相关

4.1.3 数组上限和下限

UBound：函数返回数组的上限，可以指定维度，比如行或者列，未指定维度，则默认为 1

LBound：函数返回数组的下限，可以指定维度，比如行或者列，未指定维度，则默认为 1

Dim matrix(1 To 5, 1 To 3) As Integer ' 声明一个 5 行 3 列的整数数组 Debug.Print LBound(matrix, 1) ' 输出第一维的下限（1） Debug.Print UBound(matrix, 1) ' 输出第一维的上限（5） Debug.Print LBound(matrix, 2) ' 输出第二维的下限（1） Debug.Print UBound(matrix, 2) ' 输出第二维的上限（3）

4.2 数组声明

4.2.1 静态数组

特点：数组大小固定，声明时可以指定数据元素的个数、维度以及数据类型

一维数组声明：

Dim arr1D(5) As Integer ' 声明一个包含 6 个元素的一维整数数组 Dim arr1D() As String ' 声明一个字符串类型的一维数组

多维数组声明：

Dim arr2D(5, 3) As Double ' 声明一个 6 行 4 列的二维浮点数数组 Dim arr3D(5, 3, 2) As String ' 声明一个 6 行 4 列 3 层的三维字符串数组

指定下标起始值：设置数组的下标从几开始计数

Dim arr1D(1 To 5) As Integer ' 声明一个从 1 到 5 的整数数组

4.2.2 动态数组

特点：在运行时可以动态调整数组大小

动态数组声明

Dim dynamicArr() As Integer ' 声明一个动态整数数组

ReDim 语句：调整动态数组的大小，并且重新初始化数据内容

Dim arr() As Integer ' 声明一个动态数组 ReDim arr(5) ' 初始化数组为包含 6 个元素的数组

ReDim Preserve语句：调整数组大小并保留数组中已有数据的语句

' 示例：把数组 arr 从长度6调整为11，并保留原数据 Dim arr(5) As Integer ' 声明一个长度为 6 的整数数组 Dim i As Integer ' 给数组赋值 For i = 0 To 5 arr(i) = i * 10 Next i ' 调整数组大小并保留数据 ReDim Preserve arr(10) ' 输出调整后的数组内容 For i = 0 To 10 Debug.Print arr(i) Next i

4.2.3 隐式类型声明

特点：省略数组声明时的数据类型

静态数组：例如Dim arr
动态数组：例如Dim arr()

4.3 数组写入

单元格数据赋值：例如arr = Range(“A1:A3”)
单元格数据手动写入：选中一部分单元格，按F9键可以转换为数组，再加[ ]便可以手动写入

Array 函数初始化数组：通过Array把要写入的数据连接在一起，例如arr = Array(1, 2, 3, 4)
注意点：以上三种方法在声明时不要声明为静态数组（即固定数组大小），并且需要把数组声明成Variant 类型，否则会报错
代码循环写入：通过for循环写入，需要注意数组的维度和数据类型；一般情况下循环次数等于数组的元素数量，循环的嵌套次数等于数组的维度

4.4 数组元素处理

4.4.1 Split 拆分

功能：用于将字符串分割为子字符串并存储在数组中
语法：Split(expression, delimiter, limit, compare)
参数：
- expression：要分割的字符串
- delimiter：分隔符，用于指定在哪些字符处分割字符串。如果省略该参数，则默认使用空格作为分隔符
- limit：可选参数，指定返回的数组的最大维度（字符串的个数）。如果省略该参数或设置为 -1，则返回包含所有分割项的数组
- compare：可选参数，用于指定字符串比较方式。可以是以下常量：
  - vbBinaryCompare：二进制比较（默认），可以用数字0代替
  - vbTextCompare：文本比较，不区分大小写，可以用数字1代替

4.4.2 Join 合并

功能：将数组元素连接成一个字符串，可以在连接时加入特殊符号标记作为分隔符
语法：Join(array, delimiter)
参数：
- array: 要连接的数组
- delimiter: 连接数组元素时使用的分隔符

示例：将数组 arr 中的字符串以”e”为分隔符进行分割，并用”-“连接写入新的数组 brr 中

Sub SplitAndCopyToArray() Dim arr() As String Dim brr() As String Dim str As String Dim splitArr() As String Dim i As Integer ' 假设 arr 包含需要分割的字符串 arr = Split("Apple,Orange,Banana", ",") ' 初始化 brr 数组，长度与 arr 相同 ReDim brr(0 To UBound(arr)) ' 使用 For 循环遍历 arr 中的每个元素 For i = LBound(arr) To UBound(arr) ' 使用 Split 方法将字符串分割为子字符串，并存储到 splitArr 数组中 splitArr = Split(arr(i), "e") ' 将分割后的子字符串重新组合为新的字符串，存储到 brr 数组中对应的位置 brr(i) = Join(splitArr, "-") Next i ' 输出结果，检查 brr 数组中的内容 For i = LBound(brr) To UBound(brr) Debug.Print brr(i) Next i End Sub

4.4.3 Filter 筛选

功能：筛选数组中符合条件的元素
语法：Filter(sourcearray, match, [ include, [ compare ]])
参数：
- sourcearray：要筛选的一维数组，如果不是一维数组，先用join把多维数组中的字符串连接起来再分割
- match：筛选条件，通常为字符串
- include：可选，True表示包含，False表示不包含
- compare：0区分大小写，1不区分大小写

示例：筛选数组中包含“an”的元素，并赋值给新的数组

Sub TestFilter() Dim arr As Variant Dim filteredArr As Variant ' 初始化原始数组 arr = Array("apple", "banana", "cherry", "grape", "orange") ' 调用 Filter 函数进行筛选包含"an"的元素 filteredArr = Filter(arr, "an") ' 在 Immediate 窗口显示筛选后的数组 Dim i As Integer For i = LBound(filteredArr) To UBound(filteredArr) Debug.Print filteredArr(i) Next i End Sub

4.5 清空数组

重新声明数组：通过重新声明数组，把数组初始化为一个空数组

Dim arr() As String ' 声明一个字符串数组 ReDim arr(0) ' 重新初始化数组，长度为0，即为空数组

使用Erase关键字：Erase 数组，会释放数组占用的内存，并将数组重置为空数组

Dim arr() As String ' 声明一个字符串数组 Erase arr ' 清空数组，arr现在是一个空数组

4.6 数组转置

转置前	转置后	转置次数
单列（n行1列）二维数组	一维数组	1次
单行（1行n列）二维数组（先变成列二维再转一维）	一维数组	2次
多行多列二维数组	多行多列二维数组（行列互换）	1次
嵌套数组	二维数组	2次

示例：在Sheet1工作表A1:D1中写入随机数值，在本地窗口可以查看数组的状态

Sub TransposeExample() Dim ws As Worksheet Dim rng As Range Dim arr1 As Variant, arr2 As Variant, flatArr As Variant ' 获取工作表对象 Set ws = ThisWorkbook.Sheets("Sheet1") ' 获取范围对象（假设范围是单行） Set rng = ws.Range("A1:D1") ' 从范围获取二维数组（单行） arr1 = rng.value ' 第一次转置（行变列，变成单列的二维数组） arr2 = Application.Transpose(arr1) ' 第二次转置（单列的二维数组变成一维数组） flatArr = Application.Transpose(arr2) End Sub

引申：EXCEL中一列（行）转多行多列或多行多列转一列（行） – 知乎 (zhihu.com)

4.7 结合工作表函数

INDEX 函数：
- 功能：返回指定单元格或单元格数组的值
- 语法：INDEX(array, row_num, [column_num])
- 参数：
  - array：要从中返回值的数组或范围
  - row_num：要返回的值所在的行号。如果省略 row_num，则需使用 column_num
  - column_num：要返回的值所在的列号。如果省略 column_num，则需使用 row_num
  - 备注：如果将 row_num 或 column_num 设置为 0（零），则 INDEX 将分别返回整列或整行值的数组
- 示例：Application.index(arr, 0, 1) 返回arr第一列的数组; Application.index(arr, 2, 2) 返回 arr 中第 3 行、第 2 列的值
MATCH 函数:
- 功能：在数组或范围中查找值，并返回其位置
- 语法：MATCH(lookup_value, lookup_array, [match_type])
- 参数：
  - lookup_value：要查找的值
  - lookup_array：要在其中查找值的数组或范围
  - match_type：可选参数，指定查找方式，有 1（小于等于）、0（等于）和 -1（大于等于）三种类型。默认为 1
  - 备注：match_type为1时，数组必须以升序排序；为-1时，数组必须以降序排序
- 示例：Application.Match(“Carol”, brr, 0) 在数组 brr 中查找值为 “Carol” 的位置，精确匹配

综合使用示例：假设有一个名为 “Data” 的工作表，包含学生姓名和对应的成绩，数据如下，找到 “Carol” 的成绩并输出

A列	B列
Name	Score
Alice	85
Bob	92
Carol	78
Dave	88
Ellen	95

代码如下：

Sub SearchStudentScore() ' 声明工作表和数组变量 Dim ws As Worksheet Dim arr As Variant Dim brr As Variant Dim searchName As String Dim nameLocation As Integer Dim score As Double ' 忽略错误并继续运行，避免学生姓名不在列表时的报错 On Error Resume Next ' 设置工作表 Set ws = ThisWorkbook.Sheets("Data") ' 将数据范围写入数组 arr = ws.Range("A2:B6").value ' 要查找的学生姓名 searchName = "Carol" ' 使用INDEX获取学生姓名列 brr = Application.index(arr, 0, 1) ' 使用MATCH查找学生姓名在数组中的位置，精确匹配 nameLocation = Application.Match(searchName, brr, 0) ' 判断学生是否存在并获取成绩 If Not IsError(studentLocation) Then ' 使用INDEX获取学生对应的成绩 score = Application.index(arr, nameLocation, 2) MsgBox searchName & "的成绩是：" & score Else MsgBox searchName & "不存在于列表中。" End If End Sub

4.8 数组排序

功能：将数组中的元素按升序或降序排列

说明：排序通常有两层循环，外层循环用于控制迭代次数，每次迭代都会将当前未排序的部分缩小一点，内层循环则用于对未排序部分中的元素进行两两比较，并根据排序规则决定是否交换它们的位置

时间复杂度：描述算法执行时间随输入数据规模增长而变化的规律

4.8.1 冒泡排序（Bubble Sort）

方法：重复地遍历数组，一次比较两个相邻的元素，并且如果它们的顺序错误就把它们交换
案例解释：以升序的方式排列数组中的数据，从第一个数开始每两个数进行比较，如果第一个数大于第二个数则进行交换，第一次循环结束后末尾的值为最大值，然后从第一个数到倒数第二数两两比较，以此类推直到排序完成
- 步骤：
  - 第一次外循环（比较相邻元素并交换）：
    - 比较 5 和 3，交换：[3, 5, 8, 1, 4]
    - 比较 5 和 8，不交换：[3, 5, 8, 1, 4]
    - 比较 8 和 1，交换：[3, 5, 1, 8, 4]
    - 比较 8 和 4，交换：[3, 5, 1, 4, 8]
    - 第一次循环结束后末尾的值为最大值
  - 第二次外循环（从第一个数到倒数第二个数两两比较）：
    - 比较 3 和 5，不交换：[3, 5, 1, 4, 8]
    - 比较 5 和 1，交换：[3, 1, 5, 4, 8]
    - 比较 5 和 4，交换：[3, 1, 4, 5, 8]
  - 第三次外循环（从第一个数到倒数第三个数两两比较）：
    - 比较 3 和 1，交换：[1, 3, 4, 5, 8]
    - 比较 3 和 4，不交换：[1, 3, 4, 5, 8]
  - 第四次外循环（从第一个数到倒数第四个数两两比较）：
    - 比较 1 和 3，不交换：[1, 3, 4, 5, 8]
初始数组：[5, 3, 8, 1, 4]

最终数组：[1, 3, 4, 5, 8]

扑克牌解释：想象你手上拿着一副杂乱无章的扑克牌，你的目标是让它们按照从小到大的顺序排列。你会从最底下开始，逐个比较相邻的牌，如果它们的顺序错了，你就交换它们的位置，直到没有任何两张牌需要交换为止。这就好像你不断地冒泡最大的牌到顶端一样，直到所有的牌都有序
备注：交换顺序先把移动的值a储存在一个变量中，另外一个值b移动在原先a的位置后，再把变量（a的值）赋值给b的位置
交换次数：取决于数组的大小n和数组中元素的顺序，最坏情况下为n*(n-1)/2次（排序顺序和数组顺序相反）
时间复杂度：O(n^2)，不适合处理大规模数据
优点：实现简单，容易理解和实现

4.8.2 选择排序（Selection Sort）

方法：通过每次遍历数组找到最小（或最大）的元素，存放在序列的起始位置，直到整个数组排序完成
案例解释：以升序的方式排列数组中的数据，先假设第一个数是最小值，然后从第一个数开始和后面的每个数进行比较，找到数组中的最小值并与其交换位置，再假设第二个数是最小值和后面的数进行比较，以此类推直到排序完成
- 步骤：
- 第一次外循环（第一个数开始和后面的每个数进行比较，找到最小值并交换到第一个位置）：
  - 比较 5 和 3，最小值是 3
  - 比较 3 和 8，最小值是 3
  - 比较 3 和 1，最小值是 1
  - 比较 1 和 4，最小值是 1
  - 交换 1 和 5：[1, 3, 8, 5, 4]
- 第二次外循环（第二个数开始和后面的每个数进行比较，找到最小值并交换到第二个位置）：
  - 比较 3 和 8，最小值是 3
  - 比较 3 和 5，最小值是 3
  - 比较 3 和 4，最小值是 3
  - 不交换：[1, 3, 8, 5, 4]
- 第三次外循环（第三个数开始和后面的每个数进行比较，找到最小值并交换到第三个位置）：
  - 比较 8 和 5，最小值是 5
  - 比较 5 和 4，最小值是 4
  - 交换 4 和 8：[1, 3, 4, 5, 8]
- 第四次外循环（第四个数开始和后面的每个数进行比较，找到最小值并交换到第四个位置）：
  - 比较 5 和 8，最小值是 5
  - 不交换：[1, 3, 4, 5, 8]
初始数组：[5, 3, 8, 1, 4]