第10章 集合

第10章集合第5章介绍了数组和Array类执行的接口。

数组的大小是固定的。

如果元素个数是动态的，就应使用集合类。

List和ArrayList是与数组相当的集合类。

还有其他类型的集合：队列、栈、链表和字典。

本章介绍如何使用对象组。

主要内容如下：●集合接口和类型●列表●队列●栈●链表●有序表●字典● Lookup● HashSet●位数组●性能10.1 集合接口和类型集合类可以组合为集合，存储Object类型的元素和泛型集合类。

在CLR 2.0之前，不存在泛型。

现在泛型集合类通常是集合的首选类型。

泛型集合类是类型安全的，如果使用值类型，是不需要装箱操作的。

如果要在集合中添加不同类型的对象，且这些对象不是相互派生的，例如在集合中添加int和string对象，就只需基于对象的集合类。

另一组集合类是专用于特定类型的集合，例如StringCollection类专用于string类型。

提示：泛型的内容可参见第9章。

对象类型的集合位于System.Collections命名空间；泛型集合类位于System.Collections. Generic命名空间；专用于特定类型的集合类位于System.Collections.Specialized命名空间。

当然，组合集合类还有其他方式。

集合可以根据集合类执行的接口组合为列表、集合和字典。

接口及其功能如表10-1所示。

.NET 2.0为集合类添加了新的泛型接口，例如IEnumerable和IList。

这些接口的非泛型版本将一个对象定义为方法的参数，而其泛型版本使用泛型类型T。

提示：接口IEnumerable、ICollection和IList的内容详见第5章。

对集合和列表非常重要的接口及其方法和属性如表10-1所示。

表10-1接口方法和属性说明IEnumerable，IEnumerable<T> GetEnumerator() 如果将foreach语句用于集合，就需要接口IEnumerable。

这个接口定义了方法GetEnumerator()，它返回一个实现了IEnumerator的枚举。

泛型接口IEnumerable<T>继承了非泛型接口IEnumerable，定义了一个返回Enumerable<T>的GetEnumerator方法。

因为这两个接口具有继承关系，所以对于每个需要IEnumerable类型参数的方法，都可以传送Enumerable<T>对象ICollection Count,IsSynchronized,SyncRoot,CopyTo() 接口ICollection由集合类实现。

对于实现了这个接口的集合，可以获得元素个数，把集合复制到数组中接口ICollection<T>扩展了接口IEnumerable的功能ICollection<T> Count，IsReadOnly，Add()，Clear()，Contains()，CopyTo()Remove() ICollection<T>接口是ICollection接口的泛型版本。

这个接口的泛型版本可以添加和删除元素，获得元素个数IList IsFixedSize，IsReadOnly，Item，Add，Clear，Contains，IndexOf，Insert，Remove，RemoveAt 接口IList派生于接口ICollection。

IList 允许使用索引器访问集合，还可以在集合的任意位置插入或删除元素IList<T> Item，IndexOfInsert，Remove 与接口ICollection<T>类似，接口IList<T>也继承了接口ICollection。

第5章提到，Array类实现了这个接口，但添加或删除元素的方法会抛出NotSupportedException异常。

在大小固定的只读集合(如Array类)中，这个接口定义的一些方法会抛出NotSupportedExceptiuon异常比较接口IList的非泛型版本和泛型版本，会发现新的泛型接口只为提供了索引的集合定义了重要的方法和属性。

其他方法重构到ICollection<T>接口中IDictionary IsFixedSize，IsReadOnly，Item，Keys，Values，Add()，Clear()，Contains()，GetEnumerator()，Remove() 接口IDictionary由其元素包含键和值的非泛型集合实现IDictionary<TKey，TValue> Item，Keys，Values，Add()，ContainsKey ()，Remove()，TyrGetValue()IDictionary<TKey,TValue>由其元素包含键和值的泛型集合实现。

这个接口比IDictionary简单ILookup<TKey，TElement> Count, Item,Contains()ILookup<TKey，TElement>是.NET 3.5中的一个新接口，一个键对应多个值的集合使用它。

索引器为指定的键返回一个枚举IComparer<T> Compare() 接口IComparer<T>由比较器实现，通过Compare()方法给集合中的元素排序IEqualityComparer<T> Equals()，GetHashCode() 接口IEqualityComparer<T>由一个比较器实现，该比较器可用于字典中的键。

使用这个接口，可以对对象进行相等比较。

提示：非泛型接口ICollection定义的一些属性用于同步不同线程对同一个集合的访问。

这些属性不再用于新的泛型接口。

其原因是这些属性会导致与同步相关的安全性问题，因为集合通常不仅仅必须同步。

集合同步的内容可参见第19章。

表10-2列出了集合类和由这些类执行的集合接口。

表10-2集合类集合接口ArrayList IList, ICollection, IEnumerableQueue ICollection, IEnumerableStack ICollection, IEnumerableBitArray ICollection, IEnumerableHashtable IDictionary, ICollection, IEnumerableSortedList IDictionary, ICollection, IEnumerableList<T> IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable Queue<T> IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerableStack<T> IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerableLinkedList<T> ICollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerableHashSet<T> ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerableDictionary<TKey, TValue> IDictionary<TKey, TValue>, ICollection<KeyValuePair<TKey,TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>,IDictionary, ICollection, IEnumerableSortedDictionary<TKey, TValue> IDictionary<TKey, TValue>, ICollection<KeyValuePair<TKey,TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>,IDictionary, ICollection, IEnumerableSortedList<TKey, TValue> IDictionary<TKey,TValue>,ICollection<KeyValuePair<TKey,TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>,IDictionary, ICollection, IEnumerableLookup<TKey, TElement> ILookup<TKey, TElement>, IEnumerable<IGrouping<TKey,TElement>>, IEnumerable10.2 列表.NET Framework为动态列表提供了类ArrayList和List<T>。

System.Collections.Generic 命名空间中的类List<T>的用法非常类似于System.Collections命名空间中的ArrayList类。

这个类实现了IList、ICollection和IEnumerable接口。

第9章讨论了这些接口的方法，所以本节只探讨如何使用List<T>类。

下面的例子将Racer类中的成员用作要添加到集合中的成员，以表示一级方程式的一位赛手。

这个类有4个字段：firstname、lastname、country和获胜次数。

这些字段可以用属性来访问。

在该类的构造函数中，可以传送赛手的姓名和获胜次数，以设置成员。

方法ToString()重写为返回赛手的姓名。

类Racer也实现了泛型接口IComparer<T>，为Racer元素排序。

[Serializable]public class Racer : IComparable<Racer>, IFormattable{public Racer(): this(String.Empty, String.Empty, String.Empty) {}public Racer(string firstname, string lastname, string country): this(firstname, lastname, country, 0) {}public Racer(string firstname, string lastname, string country, intwins){this.firstname = firstname;stname = lastname;this.country = country;this.wins = wins;}public string Firstname{ get; set; }public string Lastname{ get; set; }public string Country { get; set; }public int Wins { get; set; }public override string ToString(){return String.Format("{0} {1}",FirstName, LastName);}public string ToString(string format, IFormatProviderformatProvider){switch (format.ToUpper()){case null:case "N": //Namereturn ToString();case "F": //FirstNamereturn Firstname;case "L": //LastNamereturn Lastname;case "W": //Winsreturn String.Format("{0}, Wins: {1}",ToString(), Wins);case "C": // Countryreturn String.Format("{0}, Country: {1}",ToString(), Country);case "A": // Allreturn String.Format("{0}, {1} Wins: {2}",ToString(), Country, Wins);default:throw new FormatException(String.Format(formatProvider,"Format {0} is not supported",format));}}public string ToString(string format){return ToString(format, null);}public int CompareTo(Racer other){int compare = pareTo(stName);if (compare == 0)return pareTo(other.FirstName);return compare;}}10.2.1 创建列表调用默认的构造函数，就可以创建列表对象。