C#入门经典 －－ 11.1 集合

    C#中的数组实现为System.Array类的实例，它们只是集合类中的一种。集合类一般用于处理对象列表，其功能比简单数组要多，这些功能是通过实现System.Collections命名空间中的接口而获得的，因此接口的语法已经标准化了。

    集合的功能（包括基本函数，例如用[index]语法访问集合中的项。）可以通过接口来实现，该接口不仅没有限制我们使用基本集合类，例如System.Array，相反，我们还可以创建自己的定制集合类。这些集合可以专用于要枚举的对象（即要从中建立集合的对象）。这么做的一个优点是定制的集合类可以是强类型化的。也就是说，从集合中提取项时，不需要把它们转换为正确的类型。另一个优点是提供专门的方法，例如，可以提供获得项子集的快捷方法。

    在System.Collections命名空间中有许多接口都提供了基本的集合功能：

• IEnumerable可以迭代集合中的项。
• ICollection（继承于IEnumerable）可以获取集合中项的个数，并能把项复制到一个简单的数组类型中。
• IList（继承于ICollection）提供了集合的项列表，并可以访问这些项，以及其他一些与项列表相关的功能。
• IDictionary（继承于ICollection）类似于IList，但提供了可通过键码值而不是索引访问的项列表。

    System.Array类实现了IList、ICollection和IEnumerable，但不支持IList的一些更高级的功能，表示大小固定的项列表。

11.1.1 使用集合

    System.Collections命名空间中的一个类System.Collections.ArrayList也实现了IList、ICollection和IEnumerable接口，但实现的方式比System.Array更复杂。

【示例】

   类Animal

   1:  namespace Ch11Ex01

   2:  {

   3:      class Animal

   4:      {

   5:          protected string name;

   6:   

   7:          public string Name

   8:          {

   9:              get

  10:              {

  11:                  return name;

  12:              }

  13:              set

  14:              {

  15:                  name = value;

  16:              }

  17:          }

  18:   

  19:          public Animal()

  20:          {

  21:              name = "The animal with no name";

  22:          }

  23:   

  24:          public Animal(string newName)

  25:          {

  26:              name = newName;

  27:          }

  28:   

  29:          public void Feed()

  30:          {

  31:              Console.WriteLine("{0} has been feed.",name);

  32:          }

  33:      }

  34:  }

类Cow

namespace Ch11Ex01
   2:  {
   3:      class Cow:Animal
   4:      {
   5:          public void Milk()
   6:          {
   7:              Console.WriteLine("{0} has ben milked.",name);
   8:          }
   9:
  10:          public Cow(string name)
  11:              : base(name)
  12:          {
  13:
  14:          }
  15:      }
  16:  }

类Chicken
class Chicken: Animal
   2:      {
   3:          public void LayEgg()
   4:          {
   5:              Console.WriteLine("{0} has laid an egg.",name);
   6:          }
   7:
   8:          public Chicken(string name):base(name)
   9:          {
  10:
  11:          }
  12:      }

 

Program代码：

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Create an Array type collection of Animal objects and use it.");
            Animal[] animalArray = new Animal[2];
            Cow myCow1 = new Cow("Deirdre");
            animalArray[0] = myCow1;
            animalArray[1] = new Chicken("Ken");

            foreach (Animal myAnimal in animalArray)
            {
                Console.WriteLine("New {0} object added to Array collection,Name = {1}",myAnimal.ToString(),myAnimal.Name);
            }
            Console.WriteLine("Array collection contains {0} objects.",animalArray.Length);
            animalArray[0].Feed();
            ((Chicken)animalArray[1]).LayEgg();
            Console.WriteLine();

            Console.WriteLine("Create an ArrayList type collection of Animal objects and use it.");
            ArrayList animalArrayList = new ArrayList();
            animalArrayList.Add(new Cow("Hayley"));
            animalArrayList.Add(new Chicken("Rory"));
            foreach (Animal myAnimal in animalArrayList)
            {
                Console.WriteLine("New {0} object added to Array collection,Name = {1}",myAnimal.ToString(),myAnimal.Name);
            }
            ((Cow)animalArrayList[0]).Feed();
            ((Chicken)animalArrayList[1]).LayEgg();
            Console.WriteLine();

            Console.WriteLine("Addition manipulation of ArrayList:");
            animalArrayList.RemoveAt(0);
            ((Animal)animalArrayList[0]).Feed();
            animalArrayList.AddRange(animalArray);
            ((Chicken)animalArrayList[2]).LayEgg();
            Console.WriteLine("The animal called {0} is at index {1}",myCow1.Name,animalArrayList.IndexOf(myCow1));
            myCow1.Name = "Janice";
            Console.WriteLine("The animal is now called {0}",((Animal)animalArrayList[1]).Name);
            Console.ReadKey();
        }
    }

运行结果如下：

【示例说明】

    这个示例创建了两个对象集合，第一个集合使用System.Array（这是一个简单的数组），第二个集合使用

System.Collections.ArrayList类。这两个集合都是Animal对象，在Animal.cs中定义。Animal类是抽象类，所以不能进行

实例化。但通过多态性，可以使用集合中项成为派生于Animall类的Cow和Chicken类实例。

    下面首先通过比较这两种集合的代码和结果，讨论一下这两种集合的类似操作。

    首先是集合的创建。对于简单的数组来说，必须用固定的大小来初始化数组，才能使用它。

         Animal[] animalArray ＝ new Animal[2];

    而ArrayList集合不需要初始化其大小，所以可以使用下面的代码创建列表anmialArrayList：

         ArrayList animalArrayList = new ArrayList();

       这个类还有另外两个构造函数。第一个构造函数把现有的集合作为一个参数，把现有集合的内容复制到新实例中；而另一个构造函数通过一个参数设置集合的容量（capactiy）。这个容量用一个int值指定，设置集合中可以包含的项数。但是这并不是真实的容量，因为如果集合中的项数超过了这个值，容量就会自动增大一倍。

    因为数组是引用类型的，所以用一个长度初始化数组并没有初始化它所包含的项。要使用一个指定的项，该项还需要初始化，即需要给这个项赋予初始化了的对象：

                    Cow myCow1 = new Cow("Deirdre");

           animalArray[0] = myCow1;

           animalArray[1] = new Chicken("Ken");

    这段代码以两种方式完成该初始化任务：用现有的Cow对象来赋值，或者通过创建一个新的Chicken对象来赋值。主要区别是前者引用了数组中的对象。

    对于ArrayList集合，它没有现成的项，也没有null引用的项。这样就不能以相同的方式给索引赋予新实例。我们使用ArrayList对象的Add()方法添加新项：

        Cow myCow2 = new Cow("Hayley");

       animalArrayList.Add(myCow2);

    animalArrayList.Add(new Chicken("Rory"));

   除了语法略有不同外，还可以用相同的方式把新对象或现有的对象添加到集合中。

   以这种方式添加完项后，就可以使用与数组相同的语法来重写它们，例如：

      animalArrayList[0] = new Cow("Alma");

   可以使用foreach结构迭代一个数组，因为System.Array类实现了IEnumerable接口，这个接口的唯一方法GetEnumerator()可以迭代集合中的项目。在代码中，我们写出了数组中的每个Animal对象的信息：

           foreach (Animal myAnimal in animalArray)

       {

            Console.WriteLine("New {0} object added to Array collection,Name = {1}",myAnimal.ToString(),

                    myAnimal.Name);

       }

    这里使用的ArrayList对象也支持IEumerable接口；并可以与foreach一起使用，此时语法是相同的。

       foreach (Animal myAnimal in animalArrayList)

      {

         Console.WriteLine("New {0} object added to Array collection,Name = {1}",myAnimal.ToString(),

                  myAnimal.Name);

      }

    接着，使用数组的Length属性，在屏幕上输出数组中项的个数：

       Console.WriteLine("Array collection contains {0} objects.",animalArray.Length);

    也可以使用ArrayList集合得到相同的结果，但要使用Count属性，该属性是ICollection接口的一部分：

      Console.WriteLine("ArrayList collection contains {0} objects.",animalArrayList.Count);

    简单数组是强类型化的，可以直接访问它们所包含的项类型。所以可以直接调用项的方法：

      animalArray[0].Feed();

    数组的类型是抽象类型Animal，因此不能直接调用有派生类提供的方法，而必须使用数据类型转换：

     ((Chicken)animalArray[1]).LayEgg();

    ArrayList集合是System.Object对象的集合（通过多态性赋给Animal对象），所以必须对所有的项进行数据类型转换：

      ((Animal)animalArrayList[0]).Feed();

      ((Chicken)animalArrayList[1]).LayEgg();

    代码的剩余部分利用的一些ArrayList集合功能超出了Array集合的功能范围。

    首先，可以使用Remove()和RemoveAt()方法删除项，这两个方法是在ArrayList类中实现的IList接口的一部分。它们分别根据项目引用或索引把项目从数组中删除。在本例中，我们使用后一个方法删除添加在到列表中的第一个项，即Name属性为Hayley的Cow对象：

      animalArrayList.RemoveAt(0);

    另外，还可以使用：

      animalArrayList.Remove(myCow2);

    无论采用哪种方式，集合中唯一剩下的项是Chicken对象，可以用下面的方式访问它：

      ((Animal)animalArrayList[0]).Feed();

    对ArrayList对象中的项进行修改，使数组中剩下N个项，其实现方式与保留0～N-1的索引相同。例如，删除索引为0的项，会使其他项在数组中移动一个位置，所以应使用索引0来访问Chicken对象，而不是1。不再有索引为1的项了（因为集合中最初只有两个项），所以如果试图执行下面的代码，就会抛出异常：

      ((Animal)animalArrayList[1]).Feed();

    ArrayList集合可以用AddRange()方法一次添加好几个项。这个方法接受带有ICollection接口的任何对象，该接口包含前面的代码所创建的animalArray数组：

      animalArrayList.AddRange(animalArray);

    AddRange()方法不是ArrayList提供的任何接口的一部分。这个方法专用于ArrayList类，论证了可以在集合类中执行定制操作，而不仅仅是前面介绍的接口要求的操作。这个类还提供了其他有趣的方法，例如InsterRange()，它可以把数组对象插入到列表中的任何位置，还有用于给数组排序和重新排序的方法。

    最后，再回头来看看对同一个对象进行多个引用。使用IList接口中的IndexOf()方法可以看出，myCow1（最初添加到animalArray中的一个对象）现在是animalArrayList集合中的一部分，它的索引如下：

      Console.WriteLine("The animal called {0} is at index {1}.",myCow1.Name,animalArrayList.IndexOf(myCow1));

    例如，接下来的两行代码通过对象引用重新命名了对象，并通过集合引用显示了新名称：

      myCow1.Name = "Janice";

      Console.WriteLine("The animal is now called {0}.",((Animal)animalArrayList[1].Name));