C#(99):集合、比较和转换
一、集合
C#中的数组是作为System.Array类的实例来执行的,它们是集合类中的一种。
集合类一般用于处理对象列表,其功能是通过执行System.Collection中的接口实现的。
集合的功能可以通过接口来实现,该接口可以使用基本基本集合类,也可以创建自定义的集合类。
System.Collections 命名空间有很多接口提供了基本的集合功能:
- IEnumerable:公开枚举数,该枚举数支持在非泛型集合上进行简单迭代
- ICollection:定义所有非泛型集合的大小、枚举数和同步方法
- IList:表示可按照索引单独访问的对象的非泛型集合
- IDictionary:表示键/值对的非通用集合
System.Array类继承了IList,ICollection和IEnumerable。但不支持IList的一些高级功能,而且是一个大小固定的项目列表。
1、使用集合
Systems.Collections中的一个类System.Collections.ArrayList,也执行IList,ICollection和IEnumerable接口,但与数组不同,它是大小可变的
使用System.Array类的集合(数组),必须用固定的大小来初始化数组
例如:
Animal[] animalArray = new Animal[2];
使用System.ArrayList类的集合,不需要初始化其大小
例如:
ArrayList animalArrayList = new ArrayList();
这个类还有两个构造函数:
1 把现有集合作为参数复制到新实例中
2 用一个int参数设置集合的容量,不过实际内容超过容量时会自动增加
初始化数组,需要给这个项目赋予初始化了的对象
例如:
Cow myCow1 = new Cow("Deirdre"); animalArray[0] = myCow1; animalArray[1] = new Chicken("Ken");
可以用这两种方式初始化数组
对于ArrayList集合,需要用Add()方法添加新项目
例如:
Cow myCow2 = new Cow("Hayley"); animalArrayList.Add(myCow2); animalArrayList.Add(new Chicken("Roy"));
在添加万项目之后,就可以用与数组相同的语法重写他们
例如:
animalArrayList[1] = new Chicken("Roy2")
Array数组和ArrayList集合都支持foreach结构来迭代
例如:
foreach (Animal myAnimal in animalArray) { } foreach (Animal myAnimal in animalArrayList) { }
Array数组使用Length属性获取项目的个数
例如:
int animalCount = animalArray.Length;
ArrayList集合使用Count属性获取项目的个数
int animalCount2 = animalArrayList.Count;
Array数组是强类型化的,可以直接使用数组的类型来存储项目
即可以直接访问项目的属性和方法
例如:
对于类型是Animal的数组,Feed()是类Animal的方法
animalArray[0].Feed();
但对于类Animal派生类的方法,就不能直接调用,需要强制转换
((Chicken)animalArray[1]).LayEgg();
ArrayList集合是System.Object对象的集合,通过多态性赋給Animal对象
必须进行数据类型转换
例如:
((Animal)animalArrayList[0]).Feed(); ((Chicken)animalArrayList[1]).LayEgg();
使用Remove()和RemoveAt()方法删除项目
Remove 从 ArrayList 中移除特定对象的第一个匹配项(参数为特定对象)
RemoveAt 移除 ArrayList 的指定索引处的元素(参数为索引值)
删除项目后,会使其他项目在数组中移动一个位置
使用AddRange()和InsertRange()方法可以一次添加多个项目
AddRange 将 ICollection 的元素添加到 ArrayList 的末尾
InsertRange 将集合中的某个元素插入 ArrayList 的指定索引处。
例如:
animalArrayList.AddRange(animalArray);
使用IndexOf()方法获取指定项目的索引值
IndexOf 返回 ArrayList 或它的一部分中某个值的第一个匹配项的从零开始的索引。
可以通过索引值直接访问选项
例如:
int iIndex = animalArrayList.IndexOf(myCow1); ((Animal)animalArrayList[iIndex]).Feed();
2、自定义集合
可以从一个类派生自定义的集合
推荐使用System.Collections.CollectionBase类。CollectionBase类有接口IEnumerable,ICollection,和IList
List属性可以通过Ilist接口访问项目,InnerList属性用于存储项目的ArrayList对象
例如:
public class Animals : CollectionBase { public void Add(Animal newAnimal) { List.Add(newAnimal); } public void Remove(Animal oldAnimal) { List.Remove(oldAnimal); } public Animals() { } }
这个类用于生成Animal类型的集合,可以用foreach访问其成员:
Animals animalCollection = new Animals(); animalCollection.Add(new Cow("Sarah")); foreach (Animal myAnimal in animalCollection) { }
如果要以索引的方式访问项目,就需要使用索引符
3、索引符
索引符是一种特殊类型的属性,可以把它添加到类中,提供类似数组的访问。
最常见的一个用法是对项目执行一个数字索引
例如:
在Animals集合中添加一个索引符
public class Animals : CollectionBase { ... public Animal this[int animalIndex] { get { return (Animal)List[animalIndex]; } set { List[animalIndex] = value; } } }
this关键字与方括号一起,方括号中是索引参数
对List使用一个索引符,而且显示声明了类型,因为IList接口返回的是System.Object对象
现在可以用索引的方式访问项目:
animalCollection[0].Feed();
4、关键字值集合和IDictionary
集合还可以执行类似的IDictionary接口,通过关键字值进行索引
使用基类DictionaryBase,它也执行IEnumerable和ICollection接口,提供了对任何集合都相同的集合处理功能
例如:
public class Animals : DictionaryBase { public void Add(string newID, Animal newAnimal) { Dictionary.Add(newID, newAnimal); } public void Remove(string animalID) { Dictionary.Remove(animalID); } public Animals() { } public Animal this[string animalID] { get { return (Animal)Dictionary[animalID]; } set { Dictionary[animalID] = value; } } }
这样添加了Add()方法,Remove()方法和一个通过关键字访问项目的方法
其中Dictionary是包含在DictionaryBase实例中的元素的列表
DictionaryBase集合和CollectionBase集合在foreach的工作方式不同,
DictionaryBase提供的是DictionaryEntry结构,需要通过Value成员获取对象本身
例如:
CollectionBase集合:
foreach (Animal myAnimal in animalCollection) { myAnimal.Feed(); }
DictionaryBase集合:
foreach (DictionaryEntry myEntry in animalCollection) { ((Animal)myEntry.Value).Feed(); }
5、迭代器
通过IEnumerable接口,可以使用foreach循环获取对象
foreach循环,迭代collectionObject的过程:
1 调用Collection的GetEnumerator()方法返回一个IEnumerator引用
该方法也可以通过IEnumerable接口的实现代码获得
2 调用IEnumerator接口的MoveNext()方法,将枚举数推进到集合的下一个元素
3 如果MoveNext()方法返回true,使用IEnumerator接口的Current属性获取对象的引用,用于foreach循环
4 重复前两个步骤,直至MoveNext()返回false时,循环停止
迭代器是一个按顺序提供要在foreach循环中使用的所有值的代码块
一般这个代码块是一个方法,也可以使用属性访问器和其他代码块作为迭代器
代码块的返回值可能是IEnumerable或IEnumerator接口类型:
1 如果要迭代一个类,可使用方法IEnumerator(),其返回类型是IEnumerator
2 如果要迭代一个类成员,则使用IEnumerable
在迭代器块中,使用yield关键字选择要在foreach循环中使用的值
语法:
yield return value;
例如:
public static IEnumerable SimpleList() { yield return "string 1"; yield return "string 2"; yield return "string 3"; } public static void Main(string[] args) { foreach (string item in SimpleList()) Console.WriteLine(item); Console.ReadKey(); }
这里SimpleList就是迭代器块,是一个方法,使用IEnumerable返回类型
可以从yield语句中返回任意类型
可以中断信息返回foreach循环过程
语法:yield break;
6、迭代器和集合
迭代器可以用于迭代储存在目录类型的集合中的对象
例如:
public new IEnumerator GetEnumerator() { foreach (object animal in Dictionary.Values) yield return (Animal)animal; }
迭代集合中的对象:
foreach (Animal myAnimal in animalCollection) { }
7、深度复制
使用System.Object.MemberwiseClone()方法可以进行阴影复制
对于值类型成员,没什么问题
但对于引用类型成员,新对象和源对象的成员将指向同一个引用对象
例如:
public class Content { public int Val; } public class Cloner { public Content MyContent = new Content(); public Cloner(int newVal) { MyContent.Val = newVal; } public object GetCopy() { return MemberwiseClone(); } }
执行:
Cloner mySource = new Cloner(5); Cloner myTarget = (Cloner)mySource.GetCopy(); int iVal1 = myTarget.MyContent.Val; mySource.MyContent.Val = 2; int iVal2 = myTarget.MyContent.Val;
结果:
iVal1是5,iVal2是2
但有时候需要的是分别引用各自的对象,使用深度复制就可以解决
标准方式是添加一个ICloneable接口,该接口有一个Clone()方法
该方法不带参数,返回一个对象类型
例如:
public class Content { public int Val; } public class Cloner : ICloneable { public Content MyContent = new Content(); public int iVal = 0; public Cloner(int newVal) { MyContent.Val = newVal; } public object Clone() { Cloner clonedCloner = new Cloner(MyContent.Val); clonedCloner.iVal = iVal; return clonedCloner; } }
通过Cloner对象的Val字段创建一个相同的Cloner对象
如果有值成员需要复制,那必须给新对象添加上这个成员
这样就能复制一个与源对象相同而互相独立的新对象
用GetCopy换成Clone,执行相同的程序,结果:
iVal1是5,iVal2是5
二、比较
1、类型比较
比较对象时,需要先知道对象的类型,可以使用GetType()方法
配合typeof()运算符一起使用,就可以确定对象的类型
if (myObj.GetType() == typeof(MyComplexClass)) { // myObj is an instance of the class MyComplexClass. }
2、封箱和拆箱
处理值类型时后台的操作:
封箱(boxing)是把值类型转换为System.Object类型或由值类型实现的接口类型
拆箱(unboxing)是相反的过程
例如:
结构类型:
struct MyStruct { public int Val; }
把类型结构放在object类型变量中封箱:
MyStruct valType1 = new MyStruct(); valType1.Val = 5; object refType = valType1;
这里创建了一个MyStruct类型的valType1,给成员赋值后封箱到对象refType中
这种方式的封装,将包含值类型的一个副本的引用,而不是源值的引用
验证:
valType1.Val = 6; MyStruct valType2 = (MyStruct)refType;
结果valType2.Val是5而不是6
如果对个引用类型进行封装,将包含源值的引用
例如:
class MyStruct { public int Val; }
执行相同的操作,得到valType2.Val的值是6
可以把值类型封箱到一个接口类型中:
interface IMyInterface { } struct MyStruct : IMyInterface { public int Val; }
把结构封箱到IMyInterface类型中:
MyStruct valType1 = new MyStruct(); IMyInterface refType = valType1;
拆箱:
MyStruct ValType2 = (MyStruct)refType;
封箱是在没有用户干涉的情况下进行的
拆箱一个值需要进行显式转换(封箱是隐式的转换)
访问值类型的内容前,必须进行拆箱
3、is运算符
is运算符可以检查对象是否是给定的类型,或者是否可以转换为给定的类型
语法:
is
1 如果是一个类类型,也是该类型,或继承了该类型,或封箱到该类型中,则返回true
2 如果是一个接口类型,也是该类型,或是实现该接口的类型,则返回true
3 如果是一个值类型,也是该类型,或封箱到该类型中,则返回true
4、值比较
5、运算符重载
要重载运算符,可给类添加运算符类型成员(必须是static)
例如:
重载+运算符:
public class AddClass1 { public int val; public static AddClass3 operator +(AddClass1 op1, AddClass2 op2) { AddClass3 returnVal = new AddClass3(); returnVal.val = op1.val + op2.val; return returnVal; } } public class AddClass2 { public int val; } public class AddClass3 { public int val; }
运算符重载与标准静态方法声明类似,但它使用关键字operator和运算符本身
使用:
AddClass1 op1 = new AddClass1(); op1.val = 5; AddClass2 op2 = new AddClass2(); op2.val = 4; AddClass3 op3 = op1 + op2;
结果op3.val的值是9
注意:如果混合了类型,操作数数序必须与运算符重载参数顺序相同
可以重载的运算符:
一元运算符:+,-,!,~,++,--,true,false
二元运算符:+,-,*,/,%,&,|,^,<<,>>
比较运算符:==,!=,<,>,<=,>=
注意:
如果重载true或false运算符,可以在布尔表达式中使用类,例如if (op1) {}
运算符如 < 和 > 必须成对重载,但可以使用其他运算符来减少代码
例如:
class Addclass1 { public int val; public static bool operator >=(Addclass1 op1, Addclass2 op2) { return op1.val >= op2.val; } public static bool operator <(Addclass1 op1, Addclass2 op2) { return !(op1>= op2); } public static bool operator <=(Addclass1 op1, Addclass2 op2) { return op1.val <= op2.val; } public static bool operator >(Addclass1 op1, Addclass2 op2) { return !(op1 <= op2); } }
同时适用于==和!=,常常需要重写Object.Equals()和Object.GetHashCode()
class Addclass1 { public int val; public static bool operator ==(Addclass1 op1, Addclass1 op2) { return (op1.val == op2.val); } public static bool operator !=(Addclass1 op1, Addclass1 op2) { return !(op1== op2); } public override bool Equals(object obj) { return val == ((Addclass1)obj).val; } public override int GetHashCode() { return val; } }
6、IComparable和IComparer接口
IComparable和IComparer接口是比较对象的标准方式
区别:
IComparable在要比较的对象的类中实现,可以比较该对象和另一个对象
IComparer在一个单独的类中实现,可以比较任意两个对象
.Net Framework 在类Comparer上提供了IComparer接口的默认实现方式,类Comparer位于System.Collections命名空间中,可以对简单类型以及支持IComparable接口的任意类型进行特定文化的比较
public class SamplesComparer
{
public static void Main()
{
String str1 = "llegar";
String str2 = "lugar";
Console.WriteLine("Comparing \"{0}\" and \"{1}\" ", str1, str2);
// Uses the DefaultInvariant Comparer.
Console.WriteLine(" Invariant Comparer: {0}", Comparer.DefaultInvariant.Compare(str1, str2));
// Uses the Comparer based on the culture "es-ES" (Spanish - Spain, international sort).
Comparer myCompIntl = new Comparer(new CultureInfo("es-ES", false));
Console.WriteLine(" International Sort: {0}", myCompIntl.Compare(str1, str2))
}
}
一般使用IComparable给出类的默认比较代码,使用其他类给出非默认的比较代码
IComparable提供一个CompareTo()方法比较两个对象,并返回一个int值
例如:
class Person : IComparable { public string Name; public int Age; public Person(string name, int age) { Name = name; Age = age; } public int CompareTo(object obj) { if (obj is Person) { Person otherPerson = obj as Person; return this.Age - otherPerson.Age; } else { throw new ArgumentException( "Object to compare to is not a Person object."); } } }
主程序代码
class Program { static void Main(string[] args) { Person person1 = new Person("Jim", 30); Person person2 = new Person("Bob", 25); if (person1.CompareTo(person2) == 0) { Console.WriteLine("Same age"); } else if (person1.CompareTo(person2) > 0) { Console.WriteLine("person 1 is Older"); } else { Console.WriteLine("person1 is Younger"); } } }
IComparer提供一个Compare()方法,接受两个对象返回一个整型结果
例如:
public class PersonComparer : IComparer { public static IComparer Default = new PersonComparer(); public int Compare(object x, object y) { if (x is Person && y is Person) { return Comparer.Default.Compare(((Person)x).Age, ((Person)y).Age); } else { throw new ArgumentException( "One or both objects to compare are not Person objects."); } } }
主程序:
class Program { static void Main(string[] args) { Person person1 = new Person("Jim", 30); Person person2 = new Person("Bob", 25); if (PersonComparer.Default.Compare(person1, person2) == 0) { Console.WriteLine("Same age"); } else if (PersonComparer.Default.Compare(person1, person2) > 0) { Console.WriteLine("person 1 is Older"); } else { Console.WriteLine("person1 is Younger"); } } }
三、转换
1、重载转换运算符
implicit 关键字用于声明隐式的用户定义类型转换运算符
explicit 关键字用于声明显式的用户定义类型转换运算符
例如:
public class ConvClass1 { public int val; public static implicit operator ConvClass2(ConvClass1 op1) { ConvClass2 returnVal = new ConvClass2(); returnVal.val = op1.val.ToString(); return returnVal; } } public class ConvClass2 { public string val; public static explicit operator ConvClass1(ConvClass2 op1) { ConvClass1 returnVal = new ConvClass1(); returnVal.val = Convert.ToInt32(op1.val); return returnVal; } }
使用:
ConvClass1 op1 = new ConvClass1(); op1.val = 5; ConvClass2 op2 = op1;
这里使用了隐式转换,此时op2.val的值是字符"5"
ConvClass2 op1 = new ConvClass2(); op1.val = "6"; ConvClass1 op2 = (ConvClass1)op1;
这里使用了显示转换,此时op2.val的值是数字6
2、as运算符
as运算符可以把一种类型转换为指定的引用类型
语法:
as
只适用于:
1 的类型是类型
2 可以隐式转换为类型
3 可以封箱到类型中
如果不能从转换为,则表达式结果是null
例如:
class ClassA : IMyInterface { } class ClassD : ClassA { } ClassA obj1 = new ClassA(); ClassD obj2 = obj1 as ClassD;
obj2的结果是null
使用一般的类型转换,出错时会抛出一个异常
而as只会把null赋給对象,只要判断对象是否null就知道转换是否成功。
posted on 2008-03-31 10:14 springsnow 阅读(711) 评论(0) 编辑 收藏 举报