C#入门学习之集合、比较和转换
作者：springsnow
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.
}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
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
2、值比较
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;
}
}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。
到此这篇关于C#集合、比较和转换的文章就介绍到这了。希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持脚本之家。