实现队列读写操作
概述：集合大家都不陌生，但是实际应用确实有时候让人无从下手。其比数组最大的好处就是针对多变的动态的元素降服之功能！妙哉，笔者通过《C#高级编程》集合章节发现集合也会“博大精深，变化多端”的。但是有不同于书本，那么大一本厚书，让人敬而远之，特别一些些一套套理论的东西更是头大。笔者准备从集合的列表，队列，栈，链表，有序表，字典，等分系列发布。尽可呢避免大篇理论（核心的还是要强调的）。然后笔者自己做一些小实例，通过自己总结描述设计思想，结合代码实现，加以重点强调语句。最后配上运行结果！尽可能达到初学者有所悟吧。
C#基础系列导航
- C#实现队列读写操作(一)
- 变化多端的列表（二）
- VS自动内存管理（垃圾回收集）（三）
- C#忽略基础知识点梳理（四）
- 什么是框架的接口（五）
- 程序集的加载与反射（六）
- CLR寄宿和应用程序域（七）
- 异常（八）
【队列】队列对元素操作是实现出队和入队的原则，又遵循先进先出准则：即先放进队列中的元素先取出来，这个好比咱们在学校或公司排队买饭，排在前面的先买到饭，先买到的先离开。诸如此类的例子很多了。而且队列操作在一些业务逻辑上很重要，就像文件管理操作也可以用队列实现，待会咱们再用实例演示并加以分析。还有一点就是你在队列放入一些元素，初始化会分配一个n个大小的空间，当空间不足时候，会自动增长，并且是上一次的两倍大小。假如第一次分配n，第二次就是2n，第三次就是4n...这个符合集合分配方式，故队列也是集合一种！
【实例演示】下面做一个文档管理来演示Queue<T>，一个线程文档添加队列，另一个线程读取队列。这里面涉及几个类：
Document类:对文档属性和构造方法定义
DocumentManager类:数据入队出队即文档管理
ProcessDocuments类:单独线程处理队列中的文档
【涉及演示思想】
本实例想通过文档操作,在队列中写入读取数据,然后咱们借助线程堆文档处理,以及客户端如何调用.以前对队列只是理论方法,不会具体使用,线程这次也派生用场.一例子多用.在Document类通过定义文档题目和文档内容和一个带参构造函数,对文档类设置.在DocumentManager类中通过AddDocument方法中队列的Enqueue方法写进去数据,记得加锁,在GetDocument方法中加锁实现Dequeue方法读取.当然还有判断什么时候队列为空,通过IsDocmentAvailiable判断对中总是是否小于0来判断是否为空.最后在ProcessDocuments类中,要想从外部启动进程必须使用start方法,注意,使用前先实例一个进程.利用ProcessDocuments类来启动线程.不过,run来启动线程方法.直到队列中数据为空,跳出while循环,终止进程.
【几个队列常用方法】
Enqueue:队列一端添加元素
Dequeue:头部取数据和删除，数据取空抛出异常
Peek：头部取数据，不删除
Count：队列元素个数
TrimExcess：Dequeue或Peek取数据，但不会删除队列内存大小，通过此方法重新设置容量，从头部去除空元素。
Contains：确定队列是否包含某个元素
CopyTo：元素从队列复制一个已有的数组中
TpArray：包含队列中新数组
1 队列中属性和构造函数设置：文档题目，内容，含参构造函数
/// <summary>
/// 队列中属性和构造函数设置
/// </summary>
public class Document
{
public string title { get; set; }
public string content { get; set; }
public Document(string title, string content)
{
this.title = title;
this.content = content;
}
}
2 读取文档操作即文档管理：实例化队列，并对其进行入队，出队，判断为空方法操作
/// <summary>
/// 读取文档操作即文档管理
/// </summary>
public class DocumentManager
{
private readonly Queue<Document> documentQueue=new Queue<Document>();
public void AddDocument(Document doc)
{
lock(this)
{
documentQueue.Enqueue(doc);
}
}
public Document GetDocument()
{
Document doc = null;
lock (this)
{
doc = documentQueue.Dequeue();
}
return doc;
}
public bool IsDoctumentAvailable
{
get { return documentQueue.Count > 0; }
}
}
3 单独线程处理队列中的文档：设置含对象参数的构造函数，run方法启动线程，start方法外部启动线程
/// <summary>
/// 单独线程处理队列中的文档
/// </summary>
public class ProcessDocuments
{
private DocumentManager documentManager;
public ProcessDocuments(DocumentManager dm)
{
this.documentManager = dm;
}
public static void Start(DocumentManager dm)
{
new Thread(new ProcessDocuments(dm).Run).Start();
}
public void Run()
{
while (true)
{
if (documentManager.IsDoctumentAvailable)
{
Document doc = documentManager.GetDocument();
Console.WriteLine("线程 目录{0}", doc.title);
}
Thread.Sleep(new Random().Next(20));
}
}
}
4 客户端调用：实例化文档管理方法，启动线程，两个线程添加读取数据
static void Main(string[] args)
{
DocumentManager dm = new DocumentManager();
ProcessDocuments.Start(dm);
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Document doc = new Document("题目：" + i.ToString(), "内容：");
dm.AddDocument(doc);
Console.WriteLine("添加 题目 {0}", doc.title);
Thread.Sleep(new Random().Next(20));
}
Console.ReadKey();
}
【运行结果】岑参不齐的显示数据,一个线程添加,一个线程读取的原因.添加线程添加一个资源后,会释放资源,读取线程会读取.但是他们不是交替的,而是无规律的读取方式
【疑问和总结】为什么读取两个线程?到底机制在何处?
分析一:ProcessDocuments类中start方法来启动线程,如下操作会正常运行的.
public static void Start(DocumentManager dm)
{
new Thread(new ProcessDocuments(dm).Run).Start();
}
分析二:假如start方法中如下设置,先实例化,在启动线程,最后外部方法调用线程,结果如何?
public static void Start(DocumentManager dm)
{
ProcessDocuments pd = new ProcessDocuments(dm);
pd.Run();
new Thread(pd).Start();
}
分析结果:分析一正常运行,分析二报错.因为start启动前需要实例化一个新线程.调用run方法.分析二传入的只是一个对象.
到此,关于队列操作已经结束.接下来会有集合3栈的实例分析和实例演示!由于时间关系,累一天也该休息了.各位晚安!!!