C#泛型集合揽胜

    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:

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。

定义Person类如下:

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);

   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。

    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:

//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"
}

    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:

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。然后通过内置的泛型委托System.Comparison<T>对集合进行排序:

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。然后通过内置的泛型委托System.Predicate<T>对集合进行搜索:

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"
}

   
    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”


    小结:
    本文着重于介绍运用C# 2.0中的泛型来实现集合,以及对集合功能进行扩展,恰当的运用泛型集合,可以减少很多重复工作,极大的提高开发效率。实际上,集合只不过是泛型的一个典型应用,如果想了解更多关于泛型的知识,可以查阅其他相关资料。希望本文对你有用:-)

posted @ 2007-11-23 16:25 Kenny@Web 阅读(3095) 评论(21)  编辑 收藏 所属分类: C#

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#1楼 2007-11-23 17:13 | 巫云      
学习了,谢谢。
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#2楼 2007-11-23 17:24 | 八神_文 [未注册用户]
写的精辟深刻,膜拜了!~
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#3楼 2007-11-23 17:26 | 乐子哥      
好文章,顶你!

不知道这个园子有没有功能用于收藏好用的文章,加到我的收藏夹,以后回过头来看都很好
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#4楼 2007-11-23 17:29 | dudu      
@乐子哥
有,在标题下面。
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#5楼 2007-11-23 17:34 | Dreaming      
有了linq,世界变得更美好了
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#6楼 2007-11-23 18:59 | 天骄      
好文章
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#7楼 2007-11-23 19:12 | Enzo      
讲的挺简洁的 up
o(∩_∩)o...
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#8楼 2007-11-23 19:46 | 560889223 [未注册用户]
对List<T>的技巧讲得比较多,但对于其他几个例如Collection等就没提到了……
另外可以考虑顺带介绍一下LINQ to Object,可以将一些比较简单的判断集成到查询语句中。
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#9楼 2007-11-23 23:40 | 戏水      
LINQ to Object 不知到 这个比文中介绍的方法 哪个效率高?
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#10楼 2007-11-24 11:18 | 婚纱 [未注册用户]
嗯,这个方面不错.
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#11楼 2007-11-24 11:59 | Klesh Wong      
"C#中对集合的全面支持"
C#都没有Set语义的集合,如何能说全面?
除了Set这种唯一无序的集合之外,感觉另外还应该要有一种唯一且有序的集合才对。
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#12楼 2007-11-24 13:50 | 装配脑袋      
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Klesh Wong: &quot;C#中对集合的全面支持&quot;
C#都没有Set语义的集合,如何能说全面?
除了Set这种唯一无序的集合之外,感觉另外还应该要有一种唯一且有序的集合才对。
--------------------------------------------------------
.NET Framework有现在HashSet<T>了说,SortedSet自己实现一个也很简单。其实现在最欠缺的是可以定位每个元素的PriorityQueue结构
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#13楼 2007-11-24 22:32 | 东 [未注册用户]
多谢分享.
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#14楼 2007-11-26 00:05 | 560889223 [未注册用户]
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戏水: LINQ to Object 不知到 这个比文中介绍的方法 哪个效率高?
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貌似说得不太准确,LINQ to Object使用了Lambda表达式来筛选数据、排序,而Lambda表达式就是匿名方法(还是匿名委托?我也混淆了……@_@),省去了在程序里面再定一个一个方法了,代码看上去比较简洁。

例如可以用
IEnumable<int> intCollectoin = IEnumbale<int>.Where(i => i > 0);
筛选出正整数,这里i => i > 0就是Lambda表达式。
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#15楼 [楼主]2007-11-26 21:26 | Kenny@Web      
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麒麟.NET: 有没有比较好的方法,可以高效的从List&lt;Person&gt;中获取Person.Name等于给定name的Person实例?
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直接遍历:
public List<Person> GetPersons(string name)
{
List<Person> res = new List<Person>();

foreach (Person p in persons)
{
if (p.Name.Equals(name))
res.Add(p);
}

return res;
}
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#16楼 2007-11-27 15:34 | Klesh Wong      
@装配脑袋
HashSet<T>?2.0里还没有,是哪个版本添加进去的?
PriorityQueue应该算是比较罕需的类型吧,倒是Set这些东东随便写个系统都会牵涉到,我说的有序主要还是像List那样的下标引用,和SortedSet还是有些区别的。

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#17楼 2007-12-04 14:54 | 玄月 [未注册用户]
支持一下!!!!
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#18楼 2007-12-20 23:25 | 桃疆      
看了无数个讲范类的,这个才让我看懂了!
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#19楼 2008-02-22 09:24 | zhangqian [未注册用户]
看过文章很受益,谢谢!
已经迫不及待的看完了!
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#20楼 2008-05-27 10:14 | minzhuhu [未注册用户]
楼主辛苦了,谢谢拿出来分享,写的很精辟也很易懂
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#21楼 2008-09-25 09:47 | Lex [未注册用户]
写得太好了....这两天在研究泛型....在网上找了很多文章....看得一头雾水...很多都长篇大论...谢谢博主

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该文被作者在 2007-11-23 23:28 编辑过


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