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.Net Collection的一些理解——记录一次向实习生的答疑

2014-08-14 12:18 JustRun 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏

公司最近进了个实习生,每天下班前我都会花一些时间来解答一下实习生的一些疑问。今天问起了关于集合排序方法Sort的一些疑问,这让我一下回到自己刚刚入行的时候。那个时候也遇到了集合排序的问题,为发现接口IComparableICompare的妙处而兴奋,还在公司的内部分享会上分享了如何使用它们来排序。现在经过多年的开发实践以及学习,对于同一个问题又有了更加深入的理解。

一. 为什么说”实现了IEnumerable接口才能遍历”

实习生先是问了这个问题, 其实这个问题, 非常容易解答.
先来看看IEnumerable接口的定义:

public interface IEnumerable
{
    IEnumerator GetEnumerator();
}

这个接口非常简单,主要就是一个方法GetEnumerator,用来返回一个IEnumerator对象。
继续深入下去,IEnumerator接口的定义如下:

public interface IEnumerator
{
   bool MoveNext();
      void Reset();
     object Current {  get; }
}

上面的IEnumerator接口定义的属性和方法,只有一个目的,就是实现如何遍历。下面具体解释一下:

  • Current属性, 用来返回当前集合项的值
  • MoveNext方法, 移动到集合对象的下一项,如果有下一项,就返回true, 如果没有,就返回false.
  • Reset(), 重置然后可以重头访问集合

到这里,为什么foreach能够遍历集合对象的原因就是因为集合对象都实现了IEnumerable接口,提供了具体的实现来遍历集合对象。

二. Sort()方法以及IComparable、IComparer接口

集合类型,都有Sort()排序方法,这个函数的一个重载版本中,需要提供一个IComparer类型的接口。为什么需要使用这个接口呢?这个和排序有什么关系?
想一想,实现排序必须的是什么?必须的是能够比较大小。对于int, string这种.Net内部类型,本身已经支持了IComparer, 也就是可以比较大小了。但是对于我们自己定义的类型,使用Sort方法是无法排序的,因为程序不知道我们对于自定义对象的排序规则, 这个时候就可以使用IComparableIComparer.

下面举一个实际的例子, 这里我们自定义了一个类Car, 然后对Car的集合进行排序.

public class Car
{
       public string Name { get; set; }
       public int Year { get; set; }
       public int Seats { get; set; }
}

假如我们直接调用Sort方法, 就会悲剧抛出InvalidOperationException异常

image 

2.1 IComparable接口

IComparable 接口提供了比较某个特定类型对象的方法. 这里来说, 我们要让Car实现IComparable 接口来达到比较Car对象的目的,从而实现排序。实现IComparable接口, 就必须实现CompareTo 方法, 具体如下:

public class Car: IComparable
{
       public string Name { get; set; }
       public int Year { get; set; }
       public int Seats { get; set; }

       public int CompareTo(object obj)
       {
           var car = (Car) obj;
           return String.CompareOrdinal(Name, car.Name);
       }
}

上面我们的Car对象实现了IComparable接口,按照Name字符串属性来比较. 直接运行Sort()方法,就能够得到排序结果:

image

2.2 IComparer接口

IComparer接口可以提供更加丰富和灵活的排序功能。 比如, 你可能需要在不同的场合,根据不同的属性来排序.
下面就来实现一个根据Car的Year属性来排序, 首先创建类CarYearComparer来对Car进行比较,比较是根据Year属性

public class CarYearComparer: IComparer<Car>
{
       public int Compare(Car x,  Car y)
       {
           if (x.Year > y.Year)
               return 1;
           if (x.Year < y.Year)
               return -1;
           return 0;
       }
}

在调用Sort方法排序的时候,需要指定使用的IComparer实现:

cars.Sort(new CarYearComparer());

得到的排序结果和上面的根据Name属性不同:

image

还可以实现一个根据Car的属性Seats排序的IComparer. 所以使用IComparer更加的灵活

3. 面向对象设计思想

Collection中的Sort()方法很好地遵循了开放封闭原则,既很好地完成了排序的功能,同时又开放出了入口,让你可以为排序自定义规则。

下面是我个人的一些个人理解:
一个类应该做自己擅长的事情和核心的事情(单一职责),把不擅长的交给别人。但是这个”别人“是不是任何人都可以呢?当然不是,为了更好的限定别人,我们使用了接口限定。
当一个类依赖于抽象(也就是接口),那么这个类的适用范围就更加广,就能够更加超脱。老子一句”道可道,非常道;名可名,非常名”,正是没有具体化,所以可以解释万物。

更多的面向对象设计原则,参照http://www.360doc.com/content/11/0521/00/3554006_118258005.shtml

最后附上本文相关源代码: SortDemo