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  • 泛型集合(转)

    集合是OOP中的一个重要概念,C#中对集合的全面支持更是该语言的精华之一。
        为什么要用泛型集合?
        在C# 2.0之前,主要可以通过两种方式实现集合:
        a.使用ArrayList
        直接将对象放入ArrayList,操作直观,但由于集合中的项是Object类型,因此每次使用都必须进行繁琐的类型转换。
        b.使用自定义集合类
        比较常见的做法是从CollectionBase抽象类继承一个自定义类,通过对IList对象进行封装实现强类型集合。这种方式要求为每种集合类型写一个相应的自定义类,工作量较大。泛型集合的出现较好的解决了上述问题,只需一行代码便能创建指定类型的集合。
        什么是泛型?
        泛型是C# 2.0中的新增元素(C++中称为模板),主要用于解决一系列类似的问题。这种机制允许将类名作为参数传递给泛型类型,并生成相应的对象。将泛型(包括类、接口、方法、委托等)看作模板可能更好理解,模板中的变体部分将被作为参数传进来的类名称所代替,从而得到一个新的类型定义。泛型是一个比较大的话题,在此不作详细解析,有兴趣者可以查阅相关资料。
        怎样创建泛型集合?
        主要利用System.Collections.Generic命名空间下面的List<T>泛型类创建集合,语法如下:
    定义Person类如下:
       可以看到,泛型集合大大简化了集合的实现代码,通过它,可以轻松创建指定类型的集合。非但如此,泛型集合还提供了更加强大的功能,下面看看其中的排序及搜索。
    List<T> ListOfT = new List<T>();
    其中的"T"就是所要使用的类型,既可以是简单类型,如string、int,也可以是用户自定义类型。下面看一个具体例子。
    class Person
    {
        private string _name; //姓名
        private int _age; //年龄
        //创建Person对象
        public Person(string Name, int Age)
        {
            this._name= Name;
            this._age = Age;
        }
        //姓名
        public string Name
        {
            get { return _name; }
        }
        //年龄
        public int Age
        {
            get { return _age; }
        }
    }
    //创建Person对象
    Person p1 = new Person("张三", 30);
    Person p2 = new Person("李四", 20);
    Person p3 = new Person("王五", 50);
    //创建类型为Person的对象集合
    List<Person> persons = new List<Person>();
    //将Person对象放入集合
    persons.Add(p1);
    persons.Add(p2);
    persons.Add(p3);
    //输出第2个人的姓名
    Console.Write(persons[1].Name);
        泛型集合的排序
        排序基于比较,要排序,首先要比较。比如有两个数1、2,要对他们排序,首先就要比较这两个数,根据比较结果来排序。如果要比较的是对象,情况就要复杂一点,比如对Person对象进行比较,则既可以按姓名进行比较,也可以按年龄进行比较,这就需要确定比较规则。一个对象可以有多个比较规则,但只能有一个默认规则,默认规则放在定义该对象的类中。默认比较规则在CompareTo方法中定义,该方法属于IComparable<T>泛型接口。请看下面的代码:
    class Person :IComparable<Person>
    {
        //按年龄比较
        public int CompareTo(Person p)
        {
            return this.Age - p.Age;
        }
    }
        CompareTo方法的参数为要与之进行比较的另一个同类型对象,返回值为int类型,如果返回值大于0,表示第一个对象大于第二个对象,如果返回值小于0,表示第一个对象小于第二个对象,如果返回0,则两个对象相等。
    定义好默认比较规则后,就可以通过不带参数的Sort方法对集合进行排序,如下所示:
    //按照默认规则对集合进行排序
    persons.Sort();
    //输出所有人姓名
    foreach (Person p in persons)
    {
        Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"张三"、"王五"
    }
        实际使用中,经常需要对集合按照多种不同规则进行排序,这就需要定义其他比较规则,可以在Compare方法中定义,该方法属于IComparer<T>泛型接口,请看下面的代码:
    class NameComparer : IComparer<Person>
    {
        //存放排序器实例
        public static NameComparer Default = new NameComparer();
        //按姓名比较
        public int Compare(Person p1, Person p2)
        {
            return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);
        }
    }
        Compare方法的参数为要进行比较的两个同类型对象,返回值为int类型,返回值处理规则与CompareTo方法相同。其中的Comparer.Default返回一个内置的Comparer对象,用于比较两个同类型对象。
        下面用新定义的这个比较器对集合进行排序:
        还可以通过委托来进行集合排序,首先要定义一个供委托调用的方法,用于存放比较规则,可以用静态方法。请看下面的代码:然后通过内置的泛型委托System.Comparison<T>对集合进行排序:
        可以看到,后两种方式都可以对集合按照指定规则进行排序,但笔者更偏向于使用委托方式,可以考虑把各种比较规则放在一个类中,然后进行灵活调用。
    //按照姓名对集合进行排序
    persons.Sort(NameComparer.Default);
    //输出所有人姓名
    foreach (Person p in persons)
    {
        Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"
    }class PersonComparison
    {
        //按姓名比较
        public static int Name(Person p1, Person p2)
        {
            return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);
        }
    }
        方法的参数为要进行比较的两个同类型对象,返回值为int类型,返回值处理规则与CompareTo方法相同。
    System.Comparison<Person> NameComparison = new System.Comparison<Person>(PersonComparison.Name);
    persons.Sort(NameComparison);
    //输出所有人姓名
    foreach (Person p in persons)
    {
        Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"
    }
    可以看到,后两种方式都可以对集合按照指定规则进行排序,但笔者更偏向于使用委托方式,可以考虑把各种比较规则放在一个类中,然后进行灵活调用。
        泛型集合的搜索
        搜索就是从集合中找出满足特定条件的项,可以定义多个搜索条件,并根据需要进行调用。首先,定义搜索条件,如下所示:
    class PersonPredicate
    {
        //找出中年人(40岁以上)
        public static bool MidAge(Person p)
        {
            if (p.Age >= 40)
                return true;
            else
                return false;
        }
    }
        上面的搜索条件放在一个静态方法中,方法的返回类型为布尔型,集合中满足特定条件的项返回true,否则返回false。
    System.Predicate<Person> MidAgePredicate = new System.Predicate<Person>(PersonPredicate.MidAge);
    List<Person> MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);
    //输出所有的中年人姓名
    foreach (Person p in MidAgePersons)
    {
        Console.WriteLine(p.Name); //输出"王五"
    }然后通过内置的泛型委托System.Predicate<T>对集合进行搜索:
        泛型集合的扩展
        如果要得到集合中所有人的姓名,中间以逗号隔开,那该怎么处理?
        考虑到单个类可以提供的功能是有限的,很自然会想到对List<T>类进行扩展,泛型类也是类,因此可以通过继承来进行扩展。请看下面的代码:
    //定义Persons集合类
    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);
        }
    }
    //创建并填充Persons集合
    Persons PersonCol = new Persons();
    PersonCol.Add(p1);
    PersonCol.Add(p2);
    PersonCol.Add(p3);
    //输出所有人姓名
    Console.Write(PersonCol.GetAllNames()); //输出“张三,李四,王五”
    List的方法和属性 方法或属性 作用
    Capacity 用于获取或设置List可容纳元素的数量。当数量超过容量时,这个值会自动增长。您可以设置这个值以减少容量,也可以调用trin()方法来减少容量以适合实际的元素数目。
    Count 属性,用于获取数组中当前元素数量
    Item( ) 通过指定索引获取或设置元素。对于List类来说,它是一个索引器。
    Add( ) 在List中添加一个对象的公有方法
    AddRange( ) 公有方法,在List尾部添加实现了ICollection接口的多个元素
    BinarySearch( ) 重载的公有方法,用于在排序的List内使用二分查找来定位指定元素.
    Clear( ) 在List内移除所有元素
    Contains( ) 测试一个元素是否在List内
    CopyTo( ) 重载的公有方法,把一个List拷贝到一维数组内
    Exists( ) 测试一个元素是否在List内
    Find( ) 查找并返回List内的出现的第一个匹配元素
    FindAll( ) 查找并返回List内的所有匹配元素
    GetEnumerator( ) 重载的公有方法,返回一个用于迭代List的枚举器
    Getrange( ) 拷贝指定范围的元素到新的List内
    IndexOf( ) 重载的公有方法,查找并返回每一个匹配元素的索引
    Insert( ) 在List内插入一个元素
    InsertRange( ) 在List内插入一组元素
    LastIndexOf( ) 重载的公有方法,,查找并返回最后一个匹配元素的索引
    Remove( ) 移除与指定元素匹配的第一个元素
    RemoveAt( ) 移除指定索引的元素
    RemoveRange( ) 移除指定范围的元素
    Reverse( ) 反转List内元素的顺序
    Sort( ) 对List内的元素进行排序
    ToArray( ) 把List内的元素拷贝到一个新的数组内
    trimToSize( ) 将容量设置为List中元素的实际数目

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