2次元配列でLINQしたい

2次元配列を扱うコードを書いてたら、行や列に対してLINQが使えないのが微妙にストレスだったんで、簡単な拡張メソッドを書いてみました。

/// <summary>
/// 2次元方向
/// </summary>
public enum SquareDirection { Row = 0, Column = 1 }

/// <summary>
/// 配列の拡張メソッド
/// </summary>
public static class ArrayEx
{
    /// <summary>
    /// 2次元配列向け列クラス
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    public class SquareArrayColumn<T> : IEnumerable<T>
    {
        /// <summary>
        /// 2次元配列
        /// </summary>
        private T[,] _array;
        /// <summary>
        /// 列インデックス
        /// </summary>
        private int _colIndex;

        /// <summary>
        /// インデクサ
        /// </summary>
        /// <param name="rowIndex">行インデックス</param>
        /// <returns>要素</returns>
        public T this[int rowIndex]
        {
            get => _array[rowIndex, _colIndex];
            set => _array[rowIndex, _colIndex] = value;
        }

        /// <summary>
        /// Length
        /// </summary>
        public int Length => _array.GetLength(0);

        /// <summary>
        /// Constructor
        /// </summary>
        /// <param name="array">2次元配列</param>
        /// <param name="rowIndex">行インデックス</param>
        public SquareArrayColumn(T[,] array, int colIndex)
        {
            _array = array;
            _colIndex = colIndex;
        }

        /// <summary>
        /// GetEnumerator()の実装
        /// </summary>
        /// <returns>IEnumerator<T></returns>
        public IEnumerator<T> GetEnumerator()
        {
            for (var i = 0; i < Length; i++)
                yield return this[i];
        }

        /// <summary>
        /// GetEnumerator()の実装
        /// </summary>
        /// <returns>IEnumerator</returns>
        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return this.GetEnumerator();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列向け行クラス
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    public class SquareArrayRow<T> : IEnumerable<T>
    {
        /// <summary>
        /// 2次元配列
        /// </summary>
        private T[,] _array;
        /// <summary>
        /// 行インデックス
        /// </summary>
        private int _rowIndex;

        /// <summary>
        /// インデクサ
        /// </summary>
        /// <param name="colIndex">列インデックス</param>
        /// <returns>要素</returns>
        public T this[int colIndex]
        {
            get => _array[_rowIndex, colIndex];
            set => _array[_rowIndex, colIndex] = value;
        }

        /// <summary>
        /// Length
        /// </summary>
        public int Length => _array.GetLength(1);

        /// <summary>
        /// Constructor
        /// </summary>
        /// <param name="array">2次元配列</param>
        /// <param name="rowIndex">行インデックス</param>
        public SquareArrayRow(T[,] array, int rowIndex)
        {
            _array = array;
            _rowIndex = rowIndex;
        }

        /// <summary>
        /// GetEnumerator()の実装
        /// </summary>
        /// <returns>IEnumerator<T></returns>
        public IEnumerator<T> GetEnumerator()
        {
            for (var i = 0; i < Length; i++)
                yield return this[i];
        }

        /// <summary>
        /// GetEnumerator()の実装
        /// </summary>
        /// <returns>IEnumerator</returns>
        IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
        {
            return this.GetEnumerator();
        }
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列から行を取得する
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    /// <param name="array">this 2次元配列</param>
    /// <param name="rowIndex">行インデックス</param>
    /// <returns>行オブジェクト</returns>
    public static SquareArrayRow<T> Rows<T>(this T[,] array, int rowIndex)
    {
        if (rowIndex < 0 || array.GetLength(0) <= rowIndex)
            throw new IndexOutOfRangeException();
       return new SquareArrayRow<T>(array, rowIndex);
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列から行を列挙する
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    /// <param name="array">this 2次元配列</param>
    /// <returns>行オブジェクトの列挙子</returns>
    public static IEnumerable<SquareArrayRow<T>> Rows<T>(this T[,] array)
    {
        for (var row = 0; row < array.GetLength(0); row++)
            yield return array.Rows(row);
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列から列を取得する
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    /// <param name="array">this 2次元配列</param>
    /// <param name="colIndex">列インデックス</param>
    /// <returns>行オブジェクト</returns>
    public static SquareArrayColumn<T> Cols<T>(this T[,] array, int colIndex)
    {
        if (colIndex < 0 || array.GetLength(1) <= colIndex)
            throw new IndexOutOfRangeException();
        return new SquareArrayColumn<T>(array, colIndex);
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列から列を列挙する
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    /// <param name="array">this 2次元配列</param>
    /// <returns>行オブジェクトの列挙子</returns>
    public static IEnumerable<SquareArrayColumn<T>> Cols<T>(this T[,] array)
    {
        for (var col = 0; col < array.GetLength(1); col++)
            yield return array.Cols(col);
    }

    /// <summary>
    /// 2次元配列をまとめて列挙する
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T">型パラメータ</typeparam>
    /// <param name="array">2次元配列</param>
    /// <param name="direction">方向</param>
    /// <returns>列挙子</returns>
    public static IEnumerable<T> Flatten<T>(this T[,] array, SquareDirection direction = SquareDirection.Row)
    {
        IEnumerable<T> rowDirection()
        {
            for (var row = 0; row < array.GetLength(0); row++)
            {
                for (var col = 0; col < array.GetLength(1); col++)
                {
                    yield return array[row, col];
                }
            }
        }
        IEnumerable<T> colDirection()
        {
            for (var col = 0; col < array.GetLength(1); col++)
            {
                for (var row = 0; row < array.GetLength(0); row++)
                {
                    yield return array[row, col];
                }
            }
        }

        if (direction == SquareDirection.Row)
            return rowDirection();
        else
            return colDirection();
    }
}

使い方は、拡張メソッドなので任意の2次元配列 (array<T>[行,列]) に対して、

array.Rows()

で行単位での Enumerator、

array.Cols()

で列単位の Enumerator を返します。
例えば、2次元配列の行単位の合計を取得するには

var array = new int[,]
       {
            { 1, 2, 3 },
            { 4, 5, 6 },
            { 7, 8, 9 }
        };

// 行毎の合計を撮る
var sums = array.Rows.Select(r => r.Sum()).ToArray(); // => [ 6, 15, 24 ]

という感じ。