集合是OOP中的一個重要概念,C#中對集合的全面支援更是該語言的精華之一。
為什麼要用泛型集合?
在C# 2.0之前,主要可以通過兩種方式實現集合:
a.使用ArrayList
直接將對象放入ArrayList,操作直觀,但由於集合中的項是Object類型,因此每次使用都必須進行繁瑣的類型轉換。
b.使用自訂集合類
比較常見的做法是從CollectionBase抽象類別繼承一個自訂類,通過對IList對象進行封裝實現強型別集合。這種方式要求為每種集合類型寫一個相應的自訂類,工作量較大。泛型集合的出現較好的解決了上述問題,只需一行代碼便能建立指定類型的集合。
什麼是泛型?
泛型是C# 2.0中的新增元素(C++中稱為模板),主要用於解決一系列類似的問題。這種機制允許將類名作為參數傳遞給泛型型別,並產生相應的對象。將泛型(包括類、介面、方法、委託等)看作模板可能更好理解,模板中的變體部分將被作為參數傳進來的類名稱所代替,從而得到一個新的類型定義。泛型是一個比較大的話題,在此不作詳細解析,有興趣者可以查閱相關資料。
怎樣建立泛型集合?
主要利用System.Collections.Generic命名空間下面的List<T>泛型類建立集合,文法如下:
定義Person類如下:
可以看到,泛型集合大大簡化了集合的實現代碼,通過它,可以輕鬆建立指定類型的集合。非但如此,泛型集合還提供了更加強大的功能,下面看看其中的排序及搜尋。
List<T> ListOfT = new List<T>();
其中的"T"就是所要使用的類型,既可以是簡單類型,如string、int,也可以是使用者自訂類型。下面看一個具體例子。
class Person
{
private string _name; //姓名
private int _age; //年齡
//建立Person對象
public Person(string Name, int Age)
{
this._name= Name;
this._age = Age;
}
//姓名
public string Name
{
get { return _name; }
}
//年齡
public int Age
{
get { return _age; }
}
}
//建立Person對象
Person p1 = new Person("張三", 30);
Person p2 = new Person("李四", 20);
Person p3 = new Person("王五", 50);
//建立類型為Person的對象集合
List<Person> persons = new List<Person>();
//將Person對象放入集合
persons.Add(p1);
persons.Add(p2);
persons.Add(p3);
//輸出第2個人的姓名
Console.Write(persons[1].Name);
泛型集合的排序
排序基於比較,要排序,首先要比較。比如有兩個數1、2,要對他們排序,首先就要比較這兩個數,根據比較結果來排序。如果要比較的是對象,情況就要複雜一點,比如對Person對象進行比較,則既可以按姓名進行比較,也可以按年齡進行比較,這就需要確定比較規則。一個對象可以有多個比較規則,但只能有一個預設規則,預設規則放在定義該對象的類中。預設比較規則在CompareTo方法中定義,該方法屬於IComparable<T>泛型介面。請看下面的代碼:
class Person :IComparable<Person>
{
//按年齡比較
public int CompareTo(Person p)
{
return this.Age - p.Age;
}
}
CompareTo方法的參數為要與之進行比較的另一個同類型對象,傳回值為int類型,如果傳回值大於0,表示第一個對象大於第二個對象,如果傳回值小於0,表示第一個對象小於第二個對象,如果返回0,則兩個對象相等。
定義好預設比較規則後,就可以通過不帶參數的Sort方法對集合進行排序,如下所示:
//按照預設規則對集合進行排序
persons.Sort();
//輸出所有人姓名
foreach (Person p in persons)
{
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"張三"、"王五"
}
實際使用中,經常需要對集合按照多種不同規則進行排序,這就需要定義其他比較規則,可以在Compare方法中定義,該方法屬於IComparer<T>泛型介面,請看下面的代碼:
class NameComparer : IComparer<Person>
{
//存放排序器執行個體
public static NameComparer Default = new NameComparer();
//按姓名比較
public int Compare(Person p1, Person p2)
{
return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);
}
}
Compare方法的參數為要進行比較的兩個同類型對象,傳回值為int類型,傳回值處理規則與CompareTo方法相同。其中的Comparer.Default返回一個內建的Comparer對象,用於比較兩個同類型對象。
下面用新定義的這個比較子對集合進行排序:
還可以通過委託來進行集合排序,首先要定義一個供委託調用的方法,用於存放比較規則,可以用靜態方法。請看下面的代碼:然後通過內建的泛型委派System.Comparison<T>對集合進行排序:
可以看到,後兩種方式都可以對集合按照指定規則進行排序,但筆者更偏向於使用委託方式,可以考慮把各種比較規則放在一個類中,然後進行靈活調用。
//按照姓名對集合進行排序
persons.Sort(NameComparer.Default);
//輸出所有人姓名
foreach (Person p in persons)
{
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"
}class PersonComparison
{
//按姓名比較
public static int Name(Person p1, Person p2)
{
return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);
}
}
方法的參數為要進行比較的兩個同類型對象,傳回值為int類型,傳回值處理規則與CompareTo方法相同。
System.Comparison<Person> NameComparison = new System.Comparison<Person>(PersonComparison.Name);
persons.Sort(NameComparison);
//輸出所有人姓名
foreach (Person p in persons)
{
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"
}
可以看到,後兩種方式都可以對集合按照指定規則進行排序,但筆者更偏向於使用委託方式,可以考慮把各種比較規則放在一個類中,然後進行靈活調用。
泛型集合的搜尋
搜尋就是從集合中找出滿足特定條件的項,可以定義多個搜尋條件,並根據需要進行調用。首先,定義搜尋條件,如下所示:
class PersonPredicate
{
//找出中年人(40歲以上)
public static bool MidAge(Person p)
{
if (p.Age >= 40)
return true;
else
return false;
}
}
上面的搜尋條件放在一個靜態方法中,方法的傳回型別為布爾型,集合中滿足特定條件的項返回true,否則返回false。
System.Predicate<Person> MidAgePredicate = new System.Predicate<Person>(PersonPredicate.MidAge);
List<Person> MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);
//輸出所有的中年人姓名
foreach (Person p in MidAgePersons)
{
Console.WriteLine(p.Name); //輸出"王五"
}然後通過內建的泛型委派System.Predicate<T>對集合進行搜尋:
泛型集合的擴充
如果要得到集合中所有人的姓名,中間以逗號隔開,那該怎麼處理?
考慮到單個類可以提供的功能是有限的,很自然會想到對List<T>類進行擴充,泛型類也是類,因此可以通過繼承來進行擴充。請看下面的代碼:
//定義Persons集合類
class Persons : List<Person>
{
//取得集合中所有人姓名
public string GetAllNames()
{
if (this.Count == 0)
return "";
string val = "";
foreach (Person p in this)
{
val += p.Name + ",";
}
return val.Substring(0, val.Length - 1);
}
}
//建立並填充Persons集合
Persons PersonCol = new Persons();
PersonCol.Add(p1);
PersonCol.Add(p2);
PersonCol.Add(p3);
//輸出所有人姓名
Console.Write(PersonCol.GetAllNames()); //輸出“張三,李四,王五”
List的方法和屬性 方法或屬性 作用
Capacity 用於擷取或設定List可容納元素的數量。當數量超過容量時,這個值會自動成長。您可以設定這個值以減少容量,也可以調用trin()方法來減少容量以適合實際的元素數目。
Count 屬性,用於擷取數組中當前元素數量
Item( ) 通過指定索引擷取或設定元素。對於List類來說,它是一個索引器。
Add( ) 在List中添加一個對象的公有方法
AddRange( ) 公有方法,在List尾部添加實現了ICollection介面的多個元素
BinarySearch( ) 重載的公有方法,用於在排序的List內使用二分尋找來定位指定元素.
Clear( ) 在List內移除所有元素
Contains( ) 測試一個元素是否在List內
CopyTo( ) 重載的公有方法,把一個List拷貝到一維數組內
Exists( ) 測試一個元素是否在List內
Find( ) 尋找並返回List內的出現的第一個匹配元素
FindAll( ) 尋找並返回List內的所有匹配元素
GetEnumerator( ) 重載的公有方法,返回一個用於迭代List的列舉程式
Getrange( ) 拷貝指定範圍的元素到新的List內
IndexOf( ) 重載的公有方法,尋找並返回每一個匹配元素的索引
Insert( ) 在List插入入一個元素
InsertRange( ) 在List插入入一組元素
LastIndexOf( ) 重載的公有方法,,尋找並返回最後一個匹配元素的索引
Remove( ) 移除與指定元素匹配的第一個元素
RemoveAt( ) 移除指定索引的元素
RemoveRange( ) 移除指定範圍的元素
Reverse( ) 反轉List內元素的順序
Sort( ) 對List內的元素進行排序
ToArray( ) 把List內的元素拷貝到一個新的數組內
trimToSize( ) 將容量設定為List中元素的實際數目
小結:
本文著重於介紹運用C# 2.0中的泛型來實現集合,以及對集合功能進行擴充,恰當的運用泛型集合,可以減少很多重複工作,極大的提高開發效率。實際上,集合只不過是泛型的一個典型應用,如果想瞭解更多關於泛型的知識,可以查閱其他相關資料。希望本文對你有用