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var arregloBidimencionalDeEnterosarregloBidimensionalDeEnteros = new List<List<int>>();

var arregloBidimencionalDeEnteros = new List<List<int>>();

var arregloBidimensionalDeEnteros = new List<List<int>>();

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Me parece una buena oportunidad para aprender un poco acerca del net framework.

pero en mi caso no sé las dimensiones que tendrá la matriz bidimensional, desconozco la forma de definir y utilizar un arreglo con más de una dimensión en C#.

El problema de las matrices cuyas dimensiones no se conocen de antemano ya fue solucionado, y fue solucionado con los Generics, más específicamente, con las Generic Collections.

De acuerdo a la documentación: Una List<T> aumenta su tamaño automáticamente según sea necesario.

The capacity of a List is the number of elements that the List can hold. As elements are added to a List, the capacity is automatically increased as required by reallocating the internal array. If the size of the collection can be estimated, specifying the initial capacity eliminates the need to perform a number of resizing operations while adding elements to the List.

Puedes pegar este codigo en un proyecto de consola para probarlo.

var stringList = new List<string>();
          
Console.WriteLine("Tamaño de la lista cuando no hay elementos en ella: " 
+ stringList.Capacity); // 0
Console.WriteLine("Agregar una cadena.");

stringList.Add("A Fool's Paradise");
         
Console.WriteLine("Capacidad cuando añadimos un elemento: " + stringList.Capacity); // 4

Console.WriteLine("Agreguemos cuatro más.");
stringList.AddRange(
    new string[] {
        "The Divine Wings of Tragedy" ,
        "The Odyssey",
        "A Winter's Dream",
        "Nevermore" });
 Console.WriteLine("Capacidad nueva: " + stringList.Capacity); // 8

Por dentro, una List<T> es un Array simple y silvestre que automáticamente incrementa su tamaño a medida que se agregan elementos a ella. Entonces, si haces una lista de listas (List<List<T>>), por ejemplo, estás creando una matriz bidimensional, con un tamaño inicial [0,0], que irá creciendo automáticamente.

Si quieres en realidad ver como exactamente funciona la implementación de los Generics, puedes descompilar el .dll y verlo por ti mismo.

Ahora, si quieres inicializar las listas con una capacidad específica, List<T> tiene un constructor que acepta un int32 como argumento para inicializarla con una capacidad específica

public List (int capacity);

Y, nuevamente, si quieres saber cuál es el tamaño del arreglo, en lugar de getLength, puedes utilizar .Count para obtener la cantidad de elementos en la lista, o .Capacity para saber cuál es el tamaño del arreglo interno.

Finalmente, para responder a tu pregunta:

¿Cómo definir y utilizar un array bidimensional del cual desconozco dimensiones en C#?

Recomendamos que utilices:

var arregloBidimencionalDeEnteros = new List<List<int>>();

Porque la capacity será [0,0]. Y puedes utilizar for/foreach para llenar o leer ese arreglo.

Si en realidad insistes en crear un arreglo vacío... utiliza Array.Empty:

        var emptyArray = Array.Empty<string>(); // 
        Console.WriteLine("length del arreglo vacío: " +emptyArray.Length);
        emptyArray[0] = "Hola mundo";
        Console.WriteLine("length con el nuevo elemento: " + emptyArray.Length); // System.IndexOutOfRangeException

PEEEERO, tendrás que manejar ese tipo de excepciones, donde tengas que crear un arreglo nuevo con un tamaño nuevo en caso que quieras agregar elementos. Y ese problema ya fue resuelto... Con List<T>...