集合与泛型

hi,you guys。

今天我们继续学习<叩响c#之门>,今天我们学习的内容是集合与泛型。集合、泛型是我们项目开发中经常会用的知识。学好泛型、集合，对我们开发工作有很大的帮助。

集合

 

物以类聚，相同的东西需要归于一类。我们常常将相互关联的对象组成集合，自然数组成自然数集。同班同学组成班级，诗人做的诗篇，组成诗集。集合中的对象，称为元素(Element)。C#为我们提供一组功能强大的集合类，实现了多种不同类型的集合，我们可以根据实际用途选择恰当的集合类型。下表，是FCL(Framework Common Library)类库为我们提供的部分集合类。

除了Array在System命名空间下，其余的类都位于System.Collections命名空间下。这些类通过直接或间接的继承一些接口，来实现其自身强大的功能。我们之前在项目中用过foreach循环语句，遍历一个集合或数据集。那么是如何foreach是如何实现对集合或数据集的遍历的呢？（与其说是遍历，不如说是迭代。关于迭代概念，大家可以参考一些数据结构书籍的递归算法）。原来FCL提供的集合类，都直接或间接的实现了IEnumerable接口，这个接口声明了一个名为GetIEnumerator()方法。这个方法返回一个继承了IEnumerator接口的类，我们通常将这个类称为迭代器。

//IEnumerable接口
public interface IEnumerable
{
     IEnumerator GetIEnumerator();
}

IEnumerable接口类

//IEnumerator接口
public interface IEnumerator
{
     bool MoveNext();      //获取下一个元素
     object Current{get;}  //获取当前元素
      void Reset();        //将枚举数设置为其初始位置
}

IEnumerator接口类

foreach语句就是通过访问迭代器来获取集合中的元素。ICollection接口也是一个很基础的接口，它继承了IEnumerable接口，并且添加了一个Copy()方法，和一个Count属性以及两个用于同步的属性。

//ICollection接口
public interface ICollection:IEnumerable
{
     void Copy(System.Array array,int index);  //复制到数组
      int Count{get;}                           //元素个数
     bool IsSynchronized;                      //是否同步
    object SyncRoot{get;}                     //用于同步的对象   
}

IList接口、IDictionary接口都继承于ICollection接口。

关于各个集合类的一些方法，大家可以下去自己练习一下。因为，本章主要讲解的是泛型类。其实，在项目中大家更多的会去使用泛型，因为集合存在一个弊端。

 

集合类的弊端

 

大家看看下面的代码:

 ArrayList list=new ArrayList();
 lsit.Add(10);         //添加元素
 int n=(int)lsit[0];   //取出元素

 

因为所有类型都继承于object的类型，所以当我们调用.Add()方法，向集合中添加元素时，系统会默认为object类型。此时，如果添加的元素不是引用类型而是值类型，那么在向集合添加元素时，就会进行装箱操作，将值类型转换为引用类型。同样，在我们读取元素时，需要拆箱操作，将object的类型转换为值类型。这样做，会有三个缺点:

第一、在装箱、拆箱的过程中，可能会造成一定的性能损失。

第二、什么类型的数据都往集合中放，不利于编译器进行严格的类型安全检查。

第三、显示转换类型，降低了程序的可读性。Note(现在计算机越来越快，性能也不是唯一目标了。软件开发成本在于软件维护与升级。所以，提高代码可读性可以降低软件开发成本呢。)

 

ArrayList   list=new ArrayList();
list.Add(10);
list.Add("hello");
foreach(int element in list)
{
   int n=(int)element;
}

上面这段代码，编译不会出错。运行会出现，因为”hello”不能转换为int类型。现在大家看出集合类的弊端了吧，那么泛型类又有什么地方强于集合呢？其实不难想象，泛型强于集合的地方，一定是集合比较薄弱的地方。集合薄弱的地方就在，集合类的元素类型没有限制。

 

泛型

 

泛型与集合的功能基本一致，唯一的不同点在于，泛型类的元素类型受我们控制，是我们指定的类型，而不是万物之祖的object类型。泛型具有一个参数列表<T>，在整个类里用T代表元素类型，T的类型是不确定的，是抽象类型。在我们实例化类时，将抽象类型的元素具体化，具体类型的参数将代替T。看程序:

// 泛型类
 public class  Generic<T>
{
       public void Check()
        {
           Console.WriteLine(this.GetType()); //输出T的类型         
        }     
}


//实例化泛型类
Generic<int>  instanceInt=new Generic<int>();
 instanceInt.Check(); //输出的类型为System.Int32

Generic<String>  instanceString=new Generic<String>();
instanceString.Check();  //输出的类型为System.String;

  泛型类中的T，是抽象类型。实例化时，才会将其具体化。例如上面的instanceInt,就是将泛型类中的T，具体化为Int类型。instanceString,就泛型类的T具体化为String类型.我们可以定义泛型类，同意也可定义泛型方法，泛型接口等。看下面的代码:

 

//泛型类
public static void Swap<T>(ref T a,ref T b)
{
        T t=a;
         a=b;
         b=t;
}

此时的a,b都是抽象的，都是未知的类型。

Static void Main(string[] args)
{
   int x=100;
   int y=200;
  Swap<int> (ref x,ref y);
Console.WriteLine("x={0},y={1}",x,y);
}

我们在调用泛型方法时，将参数具体化了。

C#为我们提供了一些泛型类:

List<T>
Stack<T>
Queue<T>
SortedList<TKey,TValue>
Dictionary<TKey,TValue>

关于他们的一些方法，大家可以查看相关手册。学会通过查看手册来学习编程，是很重的。好了今天的泛型、集合就到这里了。最后，我把作者讲的一句话，给大家分享一下。“实践中磨练编程技能，思考中感悟编程本质”。