O problema sem vetor

Imagine que você precisa armazenar as notas de 5 alunos para calcular a média da turma. Sem arrays, a solução mais direta seria declarar uma variável separada para cada nota:

double nota1 = 7.5;
double nota2 = 8.0;
double nota3 = 6.5;
double nota4 = 9.0;
double nota5 = 5.0;

// Sem for: cada variável tem um nome diferente
double media = (nota1 + nota2 + nota3 + nota4 + nota5) / 5;
Console.WriteLine("Média: " + media);

Com vetor: uma variável, vários valores

Um array é uma única variável que guarda uma coleção de valores do mesmo tipo, cada um acessível por um número de posição chamado índice. Com ele, o for pode percorrer todos os elementos de forma uniforme:

double nota1 = 7.5;
double nota2 = 8.0;
double nota3 = 6.5;
double nota4 = 9.0;
double nota5 = 5.0;

// Não há como usar for aqui
double soma = nota1 + nota2
            + nota3 + nota4
            + nota5;

double[] notas = { 7.5, 8.0, 6.5,
                   9.0, 5.0 };

double soma = 0;
for (int i = 0; i < notas.Length; i++)
{
    soma += notas[i];
}

O array notas guarda os 5 valores em posições numeradas, começando sempre em zero:

Anatomia da declaração

Existem duas formas de criar um array em C#:

double[] notas = new double[5];
// Todos os elementos começam em 0.0 automaticamente
notas[0] = 7.5;
notas[1] = 8.0;
// ...

double[] notas = { 7.5, 8.0, 6.5, 9.0, 5.0 };
// O tamanho é definido automaticamente pelo número de valores

• double[] O tipo do array. Os colchetes [] distinguem um array de uma variável simples do tipo double.
• notas O nome da variável — segue as mesmas regras de qualquer nome de variável em C#.
• new double[5] Aloca espaço na memória para 5 valores do tipo double. Todos são inicializados em 0.0.
• notas[i] Acessa o elemento na posição i. O índice começa em 0 e vai até notas.Length - 1.
• notas.Length Propriedade que retorna o número de elementos. Para notas, vale 5. Use-a sempre no lugar de números literais.

Três formas de declarar um array em C#

C# oferece três sintaxes para criar um array. Todas produzem o mesmo resultado — a diferença está em quando você conhece os valores e o tamanho.

int[] v = new int[4];   // cria 4 posições, todas com 0
v[0] = 10;
v[1] = 20;
v[2] = 30;
v[3] = 40;

int[] v = new int[] { 10, 20, 30, 40 };
// ou, de forma mais curta:
int[] v = { 10, 20, 30, 40 };  // o compilador infere o tamanho

Console.Write("Quantos alunos? ");
int n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());

double[] notas = new double[n];   // tamanho definido em tempo de execução

for (int i = 0; i < notas.Length; i++)
{
    Console.Write($"Nota do aluno {i + 1}: ");
    notas[i] = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());
}

A propriedade Length

Todo array em C# possui a propriedade .Length, que retorna o número de elementos. Ela é fundamental: use-a sempre no lugar de números literais no for.

int[] v = { 10, 20, 30 };

for (int i = 0; i < 3; i++)  // 3 gravado no código
{
    Console.WriteLine(v[i]);
}
// Se v ganhar um 4º elemento,
// precisa lembrar de mudar o 3.

int[] v = { 10, 20, 30 };

for (int i = 0; i < v.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(v[i]);
}
// Funciona automaticamente
// para qualquer tamanho de v.

• v.Length Retorna um int com o número de elementos. Para { 10, 20, 30 }, vale 3.
• i < v.Length O laço termina quando i chega a v.Length — exatamente um passo depois do último índice válido.
• v[v.Length - 1] Acessa o último elemento. Evite v[2] ou qualquer literal; use sempre Length - 1.

Erro comum: IndexOutOfRangeException

Se você tentar acessar uma posição que não existe — índice negativo ou maior ou igual ao tamanho do array — o C# lança uma IndexOutOfRangeException e o programa para.

int[] v = { 10, 20, 30 };   // índices válidos: 0, 1, 2

for (int i = 0; i <= v.Length; i++)   // BUG: <= inclui i=3
{
    Console.WriteLine(v[i]);  // v[3] não existe → exceção!
}

Experimente abaixo: informe um índice e veja se ele é válido para um array de tamanho 5 (índices 0 a 4).

Padrão 1 — Imprimir todos os elementos

Padrão 2 — Percorrer em ordem reversa

Para percorrer de trás para frente, o for começa em v.Length - 1 e decrementa até 0. O índice i ainda controla qual posição acessar — só muda a direção.

Padrão 3 — Acumulador (soma e média)

Um acumulador é uma variável iniciada em zero antes do laço. A cada iteração, o valor v[i] é somado a ela. Ao final do for, o acumulador contém a soma de todos os elementos.

Padrão 4 — Menor e maior valor

Para encontrar o maior (ou menor) valor, guarda-se o primeiro elemento como candidato inicial e percorre-se o resto do array comparando. Sempre que um elemento supera o candidato atual, ele passa a ser o novo campeão.

Padrão 5 — Preencher com ReadLine

Nos exercícios reais os valores virão do usuário. O padrão é: primeiro ler o tamanho, criar o array, depois usar um for para preencher cada posição com Console.ReadLine().

Declaração e diagrama

string[] nomes  = { "Ana", "Bruno", "Carla", "Diego" };
int[]    idades = {  22,    19,      25,       21    };

// nomes[i] e idades[i] pertencem à mesma pessoa
for (int i = 0; i < nomes.Length; i++)
{
    Console.WriteLine($"{nomes[i]} tem {idades[i]} anos.");
}

O diagrama abaixo mostra a correspondência entre os dois arrays. Clique em Próximo para ver o cursor i percorrer ambas as linhas ao mesmo tempo.

Regra: os dois arrays devem ter o mesmo tamanho

• nomes[i] Nome da pessoa na posição i. Os arrays têm o mesmo tamanho, então o for em nomes.Length percorre ambos.
• idades[i] Idade da mesma pessoa. nomes[i] e idades[i] são inseparáveis — posição é o vínculo entre eles.
• nomes.Length Usado como limite do for. Como os dois arrays têm o mesmo tamanho, basta verificar um deles.