C#之再议数组和集合

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 1.数组

　　1.1简单数组

　　1.2 多维数组

　　1.3锯齿数组

　　1.4Array数组

　　1.5作为参数的数组

　　1.6枚举

　　1.7结构

　　　　以上部分可参考 http://www.cnblogs.com/ztb123/articles/4195864.html

　　1.8元组

　　　　数组合并了相同类型的对象,而元组合并了不同类型的对象.Net 4定义了 8个泛型 Tuple类 和一个静态 Tuple类 ,它们用作元组的工厂。 这里的不同泛型 Tuple类支持不同数量的元素。 例如,Tuple<T1> 包含-个元素,Ttple<T1,T2> 包含两个元素,以此类推，元组用Tuple的静态Create()方法创建。

  public static Tuple<int, int> Divide(int dividend, int divisor)
        {
            int result = dividend / divisor;
            int reminder = dividend % divisor;
            return Tuple.Create(result, reminder);
        }
     
            var result = Divide(2,3);
            Console.WriteLine("result if division:{0},reminder:{1}", result.Item1, result.Item2);

 

如果元组包含的项超过 8个,就可 以使用 带 8个参数的 Tuple类 定义。 最后一个模板参数是 TRrest,表示必须给它传递一个元组。 这样,就可以创建带任意个参数的元组了,可在类上右键转到定义查看。

2集合

　　2.1集合和接口类型

　　大多数集合类都可在 systm.Collections和 system.Collections.Generic名称空间中找到 。 泛型集合 类 位 于System.Collections.Generic名 称 空 间 中,专门于特定类型的集合类位于System.Collections.Specialized名称空间中，线程安全的集合位于System.Collections.Concurrent名称空间中。

　　集合和列表实现的接口：　　

• IEnumerable<T>  如果将Foreache语句用于集合，就需要IEnumerable接口，这个接口定义了GetEnumerator()方法，它返回一个实现了IEnumable接口的枚举。
• ICollection<T> 这个接口由泛型集合类实现。使用这个接口可以获得集合中的元素个数（Count属性），把集合复制到数组中（CopyTo()方法），还可以从集合中添加和删除元素（Add(),Remove(),Clear()）
• IList<T> 此接口用于 可通过位置访问其中的元素的列表，这个接口定义了一个索引器，可以在集合的指定位置插入或删除某些项，此接口派生自ICollection<T>接口
• ISet<T> 实现这个接口的集合可以允许合并不同的集，获得2个集合的交集，检查2个集合是否重叠，此接口派生自ICollection<T>接口
• IDictionary<TKey,TValue> 此接口有包含键和值的泛型集合实现，使用这个接口可以访问所有的键和值，使用键类型的索引可以访问某些项，还可以添加和删除某些项。
• ILookup<TKey,TValue> 此接口类似于IDictionary<TKey,TValue>接口，实现此接口的集合有键和值，且可以通过一个键包含多个值。
• IComparer<T> 此接口由比较器实现，通过compare()方法给集合中的元素排序
• IEquaityComparer<T>此接口由一个比较器实现，发、该比较器可以用于字典中的键。使用这个接口可以对对象进行相等性比较。
• IProducerConsumerCollection<T>此接口支持新的线程安全的集合类

　　2.2列表

　　.Net Framework为动态列表提供了泛型类List<T>.这个类实现了IList,IConllection,IEnumerable IList<T>,ICollection<T>和IEnunerable<T>接口。

　　使用默认的构造函数创建一个空列表，元素添加到列表后，列表的容量就会扩大为可接纳4个元素，如果添加了第5个元素，列表的大小就会变为原来的2倍，以此类推。如果列表的容量改变了，整个集合就会重新分配到一个新的内存中，所以为了节省时间，如果事先知道列表的容量，就可以用构造函数定义其容量。 

   List<int> list = new List<int>() { 1, 2 };
            list.Add(3);//添加
            list.Insert(0, 4);//插入
            for (int i = 0; i < list.Count; i++)
            {
                Console.WriteLine(list[i]);//访问元素
            }
            list.RemoveAt(3);//删除
            int num=  list.IndexOf(2);//查找
            list.Sort();//排序
            foreach (var item in list)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
            list.AsReadOnly();//设置为只读集合，所有的修改集合的方法和属性都会抛出NotSupportedExection异常

　　2.3队列

 　　队列是其元素 以先进先出的 方式来处理的集合。使用泛型类Queue<T>实现

　　Queue<T>类的方法：

• Count 返回队列中的元素个数
• Enqueue()在队列的一段添加一个元素
• Dequeue()在队列的头部读取和删除一个元素。如果队列中没有元素会抛出一个InvalidOperationException类型的异常。
• Peek() 从队列的头部读取一个元素，但不会删除它
• TrimExcess() 重新设置队列的容量，Dequeue()方法从队列中删除元素，但不会重新设置队列的容量，要从队列的头部去除空元素，应使用此方法。

　　2.4栈

　　 栈是与队列非常相似的一个容器，但它是先进后出。

　　

　　Statck<T>类的成员：

• Count 返回栈中的元素个数
• Push() 在栈顶部添加一个元素
• Pop()从栈顶部移除一个元素，并返回该元素。如果栈是空的，就会抛出一个InvalidOPerationExcepron异常
• Peek() 返回栈顶部的元素，但不删除
• Contains() 确定某个元素是否在栈中，如果是返回true 

　　2.5链表

　　LinkList<T>是一个双向链表，其元素指向它前面和后面的元素。链表的优点是，如果将元素插入到列表的中间位置，使用链表会非常快，在插入一个元素时，只需修改上一个元素的 Next引 用和下一个元素的Previous引用 ,使 它们引用所插入的元素。缺点是链表元素只能一个接一个的访问。

　　2.6有序列表

　　如果需要基于键对所需集合排序,就可 以使用 SoftedList<TKey,TValue>类。这个类按照键给元素排序。 集合中的键和值都可以使用任意类型。 

var books = new SortedList<string, string>();
            books.Add("C# 2012 wrox box","978-987-9989-7");
            books.Add("Professional", "978-987-9989-9");
            books["Beginning Visual C# 2008"] = "978-987-9989-8";
            books["C# 2008"] = "978-987-9989-5";

            foreach (KeyValuePair<string,string> book in books)
            {
                Console.WriteLine("{0},{1}",book.Key,book.Value);
            }

 　　输出默认按键的顺序输出。

　　2.7字典

　　字典表示一种非常复杂的数据结构,这种数据结构允许按照某个键来访问元素字典也称为映射或散列表。字典的主要特性是能根据键快速查找值 。也可以自由添加和删除元素，但 没有在 内存中移动后续元素的性能开销。

Dictionary<int, int> dic = new Dictionary<int, int>();
            dic.Add(1, 1);
            dic[2] = 2;
            dic[3] = 3;
            dic.Add(4,4);
            dic.Remove(2);
            foreach (var item in dic)
            {
                Console.WriteLine("key:{0},Value:{1}",item.Key,item.Value);
            }

       2.7.1 有序字典

　　SortedDictionary<TKey,TValue>类是一个二叉搜索树，其中的元素根据键来排序。

• SortedList<TKey,TValue>类使用的内存比SortedDictionay<TKey,TValue>类少
  
• SortedDictionay<TKey,TValue>类的元素的插入和删除速度比较快
• 在用 已排好序的数据填充集合时,若 不需要修改容量,SortedList<TKey,TValue> 比较决

　　　2.8 集合

　　包含不重复元素的集合称为"集" 。 .NET4包 含两个集（HashSet<T>(无序)和SortedList<T>(有序)）。 

 var set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3, 4, 5 };
            var set2 = new HashSet<int>() { 4, 5, 6, 7, 8 };
            set1.ExceptWith(set2);
            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }


            set1.UnionWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

         2.9可观察的集合

　　如果需要集合中的元素何时删除或添加的信息,就可以使用ObservableCollection<T>类，这个类是为WPF定义的，这样UI就可以知道集合的变化。这个类需要映入程序集WindowBase,

 var date =new  ObservableCollection<string>();
            date.CollectionChanged += Date_CollectionChanged;
            date.Add("1");
            date.Insert(0, "2");
            date.Remove("1");
            Console.ReadKey();
 private static void Date_CollectionChanged(object sender, System.Collections.Specialized.NotifyCollectionChangedEventArgs e)
        {
            Console.WriteLine("action{0}",e.Action.ToString());
            if (e.OldItems != null)
            {
                Console.WriteLine("starting index for old item(s):{0}",e.OldStartingIndex);
                Console.WriteLine("OldItem(s):");
                foreach (var item in e.OldItems)
                {
                    Console.WriteLine(item);
                }
            }
            if (e.NewItems != null)
            {
                Console.WriteLine("starting index for new item(s):{0}", e.NewStartingIndex);
                Console.WriteLine("NewItem(s):");
                foreach (var item in e.NewItems)
                {
                    Console.WriteLine(item);
                }
            }
            Console.WriteLine();
        }

　　2.10并发集合

　　为了对集合进行线程安全的访问,定义了IProducerConsumerCollection<T>接口，这个接口重要的方法是TryAdd() (尝试给集合添加一项，如果集合禁止添加，这个操作就可能失败，返回一个Bool值)和TryTake()（工作方式和TryAdd相同，以通知调用者操作是成功还是失败，并在操作成功后返回集合中的项）.

• ConcurrentQueue<T> 　这个集合类用 一种免锁定的算法实现,使用在 内部合并到一个链表中的 32项数组.访 问队列元素的方法有 Enqueue()、 TryDequeue()和 TryPeek()。 这些方法的命名非常类似Queue<T>累的方法，只是个可能调用失败的方法前边加了Try.因为这个类实现了IProducerConsumerCollection<T>接口，所以TryAdd()和TryTake()方法值调用Enqueue()和TryDequeue()方法。
• ConurrentStack<T> 类似于ConcurrentQueue<T> 只 是带有另外的元素访 问方法。此类定义了Push().PushRange().TryPeek().TryPop()和TryPopRange()方法。
• ConcurrentDictionary<TKey,TValue> 这是一个线程安全的键值集合。TryAdd().TryGetValue().TryRemove()和TryUpdate()方法以非阻塞的方式访问成员，因为元素基于键和值，所以此类没有实现IProducerConsumerCollection<T>接口。
• BlockingCollection<T> 这个集合在可以添加和删除之前会阻塞线程并一直等待。它提供了一个接口，以使用Add()和Take()方法来添加和删除元素。

 var sharedCollection = new BlockingCollection<int>();
            var events = new ManualResetEventSlim[2];
            var waits = new WaitHandle[2];
            for (int i = 0; i < 2; i++)
            {
                events[i] = new ManualResetEventSlim(false);
                waits[i] = events[i].WaitHandle;
            }

            var producer = new Thread(obj=> { var state = (Tuple<BlockingCollection<int>,ManualResetEventSlim>)obj;
                var coll = state.Item1;
                var ev = state.Item2;
                var r = new Random();
                for (int i = 0; i < 300; i++)
                {
                    coll.Add(r.Next(3000));
                    ev.Set();
                }
            });

            producer.Start(Tuple.Create<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>(sharedCollection, events[0]));

            var consumer = new Thread(obj=> {
            var state = (Tuple<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>)obj;
            var coll = state.Item1;
            var ev = state.Item2;

                for (int i = 0; i < 300; i++)
                {
                    int result = coll.Take();
                }
                ev.Set();
            });

            consumer.Start(Tuple.Create<BlockingCollection<int>,ManualResetEventSlim>(sharedCollection,events[1]));

            if (!WaitHandle.WaitAll(waits))
                Console.WriteLine("wait failed");
            else
                Console.WriteLine("reading/writing finished");

            Console.ReadKey();