[.net 面向对象编程基础] (17) 数组与集合

[.net 面向对象编程基础] (17) 数组与集合

    学习了前面的C#三大特性，及接口，抽象类这些相对抽象的东西以后，是不是有点很累的感觉。具体的东西总是容易理解，因此我们在介绍前面抽象概念的时候，总是举的是具体的实例以加深理解。

   本节内容相当具体，学起来也相当轻松。

1.数组

1.1 什么是数组？

数组是一种数据结构，包含同一个类型的多个元素。

1.2数组的初始化

string[] mystringArray; 

类型+方框号 数组名

1.3数组初始化

我们知道数组是引用类型，所以需要给他分配堆上的内存。

1.myIntArray = new int[3];

2.myIntArray = new int[] { 1, 2, 3 };

3.int[] myIntArray = { 1, 2, 3 };  //当使用这种方法对数组进行初始化时，只能在声明变量数组时使用，不能在声明数组之后使用。

1.4 数组的访问

数组在声明和初始化后，可以使用索引器进行访问，索引器总是以0开头，表示第一个元素。

 //数组调用
string[] stringArray = new string[] { "aa", "bb", "cc" };
Console.WriteLine("stringValue=\"{0}\"", stringArray[0]);
Console.ReadLine();
//运行结果为：
//stringValue="aa"

 1.5数组类型

数组根据维度不同，分为矩阵数组(一维数组，二维数组，多维数组)和锯齿数组（也就是数组的数组），下面看一下他们的声明方式

//数组 声明
string[] stringArray = new string[] { "aa", "bb", "cc" };
//数组 访问
Console.WriteLine("一维数组第一个值为：{0}", stringArray[0]);
//运行结果为：一维数组第一个值为：aa


//二维数组 声明
string[,] stringArray2 = new string[,] { { "a1", "a2", "ac" }, { "b1", "b2", "b3" }, { "c1", "c2", "c3" } };
//二维数组访问
Console.WriteLine("二维数组的1维第1个值是：{0}", stringArray2[0, 0]);
//运行结果为：二维数组1维第1个值为：a1

//三维数组访问 声明
int[, ,] myIntArray3 = new int[,,] {
                { {1,1}, {11,11}, {111,111} }, 
                { {2,2}, {22,22}, {222,222} }, 
                { {3,3}, {33,33}, {333,333} }, 
                { {4,4}, {44,44}, {444,444} } 
                };
//三维数组访问 访问
Console.WriteLine("三维数组2维的2维的第2个值为：{0}", myIntArray3[1,1, 1]);
//运行结果为：三维数组2维的2维的第2个值为：22

//锯齿数组（又称数组的数组）
int[][] myIntArray4 = new int[3][];
myIntArray4[0] = new int[] { 1, 11, 111 };
myIntArray4[1] = new int[2] { 2, 22 };
myIntArray4[2] = new int[] { 3, 33, 333, 3333 };
Console.WriteLine("锯齿数组第3个数组的第2个值为：{0}", myIntArray4[2][1]);
//运行结果为：锯齿数组第3个数组的第2个值为：33
Console.ReadLine();

2.集合

2.1.什么时集合?

广义的角度理解集合，就是一组东西聚集在一起。而.NET的集合的定义为：在.NET Framework 中，提供了用于数据存储和检索的专用类，这些类统称集合。这些类提供对堆栈、队列、列表和哈希表的支持。大多数集合类实现相同的接口。

其中最常用的是System.Collections命名空间下的ArrayList,它是按需分配自动增加的实现IList接口的数组。它的默认初始容量为0，因此集合的索引从0开始。

2.2.数组和集合的区别：

在介绍集合前，先说一下集合和数组的区别，既然有了数组，为何C#还要设定一个集合呢？

区别如下：

数组有他的优点，就是在内存中连续存储，遍历比较方便，也可以很方便的修改元素。缺点就是需要指定数组变量大小，此外，两个元素间添加一个元素也比较麻烦。

而集合则不需要事先定义大号，可以根据需要自动分配大小。随意添加移除某一范围元素也比较方法。

2.3 示例：

  还是以前面的动物家族为例，说明集合ArrayList的插入，添加，移除操作 

/// <summary>
/// 动物类(父类 抽象类)
/// </summary>
abstract class Animal
{
    /// <summary>
    /// 名字
    /// 说明：类和子类可访问
    /// </summary>
    protected string name;

    /// <summary>
    /// 构造函数
    /// </summary>
    /// <param name="name"></param>
    public Animal(string name)
    {
        this.name = name;
    }

    private int shoutNum = 3;
    public int ShoutNum
    {
        get { return shoutNum; }
        set { shoutNum = value; }
    }

    /// <summary>
    /// 名字(虚属性)
    /// </summary>
    public virtual string MyName
    {
        get { return this.name; }
    }

    /// <summary>
    /// 叫声，这个方法去掉虚方法，把循环写在这里
    /// </summary>
    public void Shout()
    {
        string result = "";
        for (int i = 0; i < ShoutNum; i++)
            result += getShoutSound() + "！";

        Console.WriteLine(MyName);
        Console.WriteLine(result);
    }

    /// <summary>
    /// 创建一个叫声的虚方法，子类重写
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public virtual string getShoutSound()
    {
        return "";
    }
}
/// <summary>
/// 狗（子类）
/// </summary>
class Dog : Animal
{
    string myName;
    public Dog(string name)
        : base(name)
    {
        myName = name;
    }
    /// <summary>
    /// 名字(重写父类属性)
    /// </summary>
    public override string MyName
    {
        get { return "我是：狗狗，我叫：" + this.name; }
    }
    /// <summary>
    /// 叫（重写父类方法）
    /// </summary>
    public override string getShoutSound()
    {
        return "汪！";
    }
}
    
/// <summary>
/// 猫（子类）
/// </summary>
class Cat : Animal
{
    string myName;
    public Cat(string name)
        : base(name)
    {
        myName = name;
    }
    /// <summary>
    /// 名字(重写父类属性)
    /// </summary>
    public override string MyName
    {
        get { return "我是：猫咪，我叫：" + this.name; }
    }
    /// <summary>
    /// 叫（重写父类方法）
    /// </summary>
    public override string getShoutSound()
    {
        return "喵！";
    }
}

/// <summary>
/// 羊（子类）
/// </summary>
class Sheep : Animal
{
    string myName;
    public Sheep(string name)
        : base(name)
    {
        myName = name;
    }
    /// <summary>
    /// 名字(重写父类属性)
    /// </summary>
    public override string MyName
    {
        get { return "我是：羊羊，我叫：" + this.name; }
    }
    /// <summary>
    /// 叫（重写父类方法）
    /// </summary>
    public override string getShoutSound()
    {
        return "咩！";
    }
}

调用及返回结果:增加、添加、移除实现示例如下：

//IList 添加、插入元素
IList animalList = new ArrayList();
Cat huaHua = new Cat("花花");
animalList.Insert(0, new Dog("旺财"));//Insert是在指定的索引处插入元素
animalList.Add(new Cat("阿狸"));//Add是在集合最后面插入元素
animalList.Insert(animalList.Count, new Sheep("慢羊羊"));
animalList.Add(huaHua);
//增加四个元素后的返回结果如下
Console.WriteLine("增加四个元素后的返回结果:");
foreach (Animal animal in animalList)
{
    animal.Shout();
}

//移除元素
//旺财和阿狸退出队列
animalList.RemoveAt(0);
animalList.RemoveAt(0);//注意这里当移除一个元素后，后面的元素会排到第一位了，移除第二个元素不能是 animalList.RemoveAt(1);
animalList.Remove(huaHua);//Remove是指移除指定的元素，注意这里不能animalList.Remove(new Cat("花花"));这样写查找不到，因为new以后又是另一个实例了（另一只同名的猫而已）

//移除元素后的返回结果如下：
Console.WriteLine("执行移除后的返回结果:");
foreach (Animal animal in animalList)
{
    animal.Shout();
}
Console.ReadLine();

返回结果：

2.4集合ArrayList的缺点

集合ArrayList相比数组有这么多好处，但是他也是有很多缺点的

A.ArrayList并非类型安全

ArrayList不论什么类型都接受，实际是接受一个object类型。

比如如下操作：

ArrayList ar = new ArrayList();
ar.Add(111);
ar.Add("bbb");

我们使用foreach遍历的时候   foreach(int array in ar){}那么遇到”bbb”则程度报错，因此我们说他是非安全类型。

B.遍历ArrayList资源消耗大

因此类型的非安全，我们在使用ArrayList的时候，就意味着增加一个元素，就需要值类型转换为Object对象。遍历的时候，又需要将Object转为值类型。

就是装箱(boxing,指将值类型转换为引用类型)和拆箱（unboxing,指将引用类型转换为值类型）

由于装箱了拆箱频繁进行，需要大量计算，因此开销很大。如此说来还不如数组来的方便。我们只能说各有利弊，小伙伴们不要急，.net的设计者在2.0以后的版本中为我们解决了上述后顾之忧，那就是下一节要说的泛型。

3.要点：

A.数组是一种数据结构，包含有同类型的多个元素

B..集合是.net中提供数据存储和检索的专用类

C.ArrayList是按需分配自动增加的实现IList接口的数组

D.集合和数组各有优缺点，数组定义需要预先指定大小，而集合虽然不需要事先指定，但是存在类型安全和资源消耗过大的缺陷。

使用泛型可以解决上面的问题。

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