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C# 如何使用 Index 和 Range 簡(jiǎn)化集合操作

 更新時(shí)間:2021年02月25日 08:27:10   作者:WeihanLi  
這篇文章主要介紹了C# 如何使用 Index 和 Range 簡(jiǎn)化集合操作,幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用c#,感興趣的朋友可以了解下

Intro

有的語(yǔ)言數(shù)組的索引值是支持負(fù)數(shù)的,表示從后向前索引,比如:arr[-1]

從 C# 8 開(kāi)始,C# 支持了數(shù)組的反向 Index,和 Range 操作,反向 Index 類似于其他語(yǔ)言中的負(fù)索引值,但其實(shí)是由編譯器幫我們做了一個(gè)轉(zhuǎn)換,Range 使得我們對(duì)數(shù)組截取某一部分的操作會(huì)非常簡(jiǎn)單,下面來(lái)看一下如何使用吧

Sample

使用 ^ 可以從集合的最后開(kāi)始索引元素,如果從數(shù)組的最后開(kāi)始索引元素,最后一個(gè)元素應(yīng)該是 1 而不是0如: arr[^1]

使用 .. 可以基于某個(gè)數(shù)組截取集合中的某一段創(chuàng)建一個(gè)新的數(shù)組,比如 var newArray = array[1..^1],再來(lái)看一下下面的示例吧

int[] someArray = new int[5] { 1, 2, 3, 4, 5 };
int lastElement = someArray[^1]; // lastElement = 5
lastElement.Dump();

someArray[3..5].Dump();

someArray[1..^1].Dump();

someArray[1..].Dump();

someArray[..^1].Dump();

someArray[..2].Dump();

輸出結(jié)果如下:

Index

那么它是如何實(shí)現(xiàn)的呢,索引值引入了一個(gè)新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) System.Index,當(dāng)你使用 ^ 運(yùn)算符的時(shí)候,實(shí)際轉(zhuǎn)換成了 Index。

Index:

public readonly struct Index : IEquatable<Index>
{
 public Index(int value, bool fromEnd = false);

 /// <summary>Create an Index pointing at first element.</summary>
 public static Index Start => new Index(0);

 /// <summary>Create an Index pointing at beyond last element.</summary>
 public static Index End => new Index(~0);
 //
 // Summary:
 //  Gets a value that indicates whether the index is from the start or the end.
 //
 // Returns:
 //  true if the Index is from the end; otherwise, false.
 public bool IsFromEnd { get; }
 //
 // Summary:
 //  Gets the index value.
 //
 // Returns:
 //  The index value.
 public int Value { get; }

 //
 // Summary:
 //  Creates an System.Index from the end of a collection at a specified index position.
 //
 // Parameters:
 // value:
 //  The index value from the end of a collection.
 //
 // Returns:
 //  The Index value.
 public static Index FromEnd(int value);
 //
 // Summary:
 //  Create an System.Index from the specified index at the start of a collection.
 //
 // Parameters:
 // value:
 //  The index position from the start of a collection.
 //
 // Returns:
 //  The Index value.
 public static Index FromStart(int value);
 //
 // Summary:
 //  Returns a value that indicates whether the current object is equal to another
 //  System.Index object.
 //
 // Parameters:
 // other:
 //  The object to compare with this instance.
 //
 // Returns:
 //  true if the current Index object is equal to other; false otherwise.
 public bool Equals(Index other);
 //
 // Summary:
 //  Calculates the offset from the start of the collection using the given collection length.
 //
 // Parameters:
 // length:
 //  The length of the collection that the Index will be used with. Must be a positive value.
 //
 // Returns:
 //  The offset.
 public int GetOffset(int length);

 //
 // Summary:
 //  Converts integer number to an Index.
 //
 // Parameters:
 // value:
 //  The integer to convert.
 //
 // Returns:
 //  An Index representing the integer.
 public static implicit operator Index(int value);
}

如果想要自己自定義的集合支持 Index 這種從數(shù)組最后索引的特性,只需要加一個(gè)類型是 Index 的索引器就可以了,正向索引也是支持的,int 會(huì)自動(dòng)隱式轉(zhuǎn)換為 Index,除了顯示的增加 Index 索引器之外,還可以隱式支持,實(shí)現(xiàn)一個(gè) int Count {get;} 的屬性(屬性名叫 Length 也可以),在實(shí)現(xiàn)一個(gè) int 類型的索引器就可以了

寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的小示例:

private class TestCollection
{
 public IList<int> Data { get; init; }

 public int Count => Data.Count;
 public int this[int index] => Data[index];

 //public int this[Index index] => Data[index.GetOffset(Data.Count)];
}
var array = new TestCollection()
{
 Data = new[] { 1, 2, 3 }
};
Console.WriteLine(array[^1]);
Console.WriteLine(array[1]);

Range

Range 是在 Index 的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的,Range 需要兩個(gè) Index 來(lái)指定開(kāi)始和結(jié)束

public readonly struct Range : IEquatable<Range>
{
 /// <summary>Represent the inclusive start index of the Range.</summary>
 public Index Start { get; }

 /// <summary>Represent the exclusive end index of the Range.</summary>
 public Index End { get; }

 /// <summary>Construct a Range object using the start and end indexes.</summary>
 /// <param name="start">Represent the inclusive start index of the range.</param>
 /// <param name="end">Represent the exclusive end index of the range.</param>
 public Range(Index start, Index end)
 {
  Start = start;
  End = end;
 }

 /// <summary>Create a Range object starting from start index to the end of the collection.</summary>
 public static Range StartAt(Index start) => new Range(start, Index.End);

 /// <summary>Create a Range object starting from first element in the collection to the end Index.</summary>
 public static Range EndAt(Index end) => new Range(Index.Start, end);

 /// <summary>Create a Range object starting from first element to the end.</summary>
 public static Range All => new Range(Index.Start, Index.End);

 /// <summary>Calculate the start offset and length of range object using a collection length.</summary>
 /// <param name="length">The length of the collection that the range will be used with. length has to be a positive value.</param>
 /// <remarks>
 /// For performance reason, we don't validate the input length parameter against negative values.
 /// It is expected Range will be used with collections which always have non negative length/count.
 /// We validate the range is inside the length scope though.
 /// </remarks>
 public (int Offset, int Length) GetOffsetAndLength(int length);
}

如何在自己的類中支持 Range 呢?

一種方式是自己直接實(shí)現(xiàn)一個(gè)類型是 Range 的索引器

另外一種方式是隱式實(shí)現(xiàn),在自定義類中添加一個(gè) Count 屬性,然后實(shí)現(xiàn)一個(gè) Slice 方法,Slice 方法有兩個(gè) int 類型的參數(shù),第一個(gè)參數(shù)表示 offset,第二個(gè)參數(shù)表示 length

來(lái)看下面這個(gè)示例吧,還是剛才那個(gè)類,我們支持一下 Range:

private class TestCollection
{
 public IList<int> Data { get; init; }
 //public int[] this[Range range]
 //{
 // get
 // {
 //  var rangeInfo = range.GetOffsetAndLength(Data.Count);
 //  return Data.Skip(rangeInfo.Offset).Take(rangeInfo.Length).ToArray();
 // }
 //}

 public int Count => Data.Count;

 public int[] Slice(int start, int length)
 {
  var array = new int[length];
  for (var i = start; i < length && i < Data.Count; i++)
  {
   array[i] = Data[i];
  }
  return array;
 }
}

More

新的操作符 (^ and ..) 都只是語(yǔ)法糖,本質(zhì)上是調(diào)用 Index、Range

Index 并不是支持負(fù)數(shù)索引,從最后向前索引只是編譯器幫我們做了一個(gè)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成從前到后的索引值,借助于它,我們很多取集合最后一個(gè)元素的寫(xiě)法就可以大大的簡(jiǎn)化了,就可以從原來(lái)的 array[array.Length-1] => array[^1]

Range 在創(chuàng)建某個(gè)數(shù)組的子序列的時(shí)候就非常的方便, newArray = array[1..3],需要注意的是,Range 是"左閉右開(kāi)"的,包含左邊界的值,不包含右邊界的值

還沒(méi)使用過(guò) Index/Range 的快去體驗(yàn)一下吧,用它們優(yōu)化數(shù)組的操作吧~~

以上就是C# 如何使用 Index 和 Range 簡(jiǎn)化集合操作的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于c# 使用 Index 和 Range 簡(jiǎn)化集合操作的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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