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C#入門學(xué)習(xí)之集合、比較和轉(zhuǎn)換

 更新時(shí)間:2022年05月05日 10:11:16   作者:springsnow  
本文詳細(xì)講解了C#中的集合、比較和轉(zhuǎn)換,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)。對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下

一、集合

C#中的數(shù)組是作為System.Array類的實(shí)例來執(zhí)行的,它們是集合類中的一種。 
集合類一般用于處理對(duì)象列表,其功能是通過執(zhí)行System.Collection中的接口實(shí)現(xiàn)的。

集合的功能可以通過接口來實(shí)現(xiàn),該接口可以使用基本基本集合類,也可以創(chuàng)建自定義的集合類。

System.Collections 命名空間有很多接口提供了基本的集合功能:

  • IEnumerable:公開枚舉數(shù),該枚舉數(shù)支持在非泛型集合上進(jìn)行簡(jiǎn)單迭代
  • ICollection:定義所有非泛型集合的大小、枚舉數(shù)和同步方法
  • IList:表示可按照索引單獨(dú)訪問的對(duì)象的非泛型集合
  • IDictionary:表示鍵/值對(duì)的非通用集合

System.Array類繼承了IList,ICollection和IEnumerable。但不支持IList的一些高級(jí)功能,而且是一個(gè)大小固定的項(xiàng)目列表。

1、使用集合

Systems.Collections中的一個(gè)類System.Collections.ArrayList,也執(zhí)行IList,ICollection和IEnumerable接口,但與數(shù)組不同,它是大小可變的 
使用System.Array類的集合(數(shù)組),必須用固定的大小來初始化數(shù)組 
例如:

Animal[] animalArray = new Animal[2];

使用System.ArrayList類的集合,不需要初始化其大小 
例如:

ArrayList animalArrayList = new ArrayList();

這個(gè)類還有兩個(gè)構(gòu)造函數(shù): 
1 把現(xiàn)有集合作為參數(shù)復(fù)制到新實(shí)例中 
2 用一個(gè)int參數(shù)設(shè)置集合的容量,不過實(shí)際內(nèi)容超過容量時(shí)會(huì)自動(dòng)增加 
初始化數(shù)組,需要給這個(gè)項(xiàng)目賦予初始化了的對(duì)象 
例如:

Cow myCow1 = new Cow("Deirdre");
animalArray[0] = myCow1;
animalArray[1] = new Chicken("Ken");

可以用這兩種方式初始化數(shù)組

對(duì)于ArrayList集合,需要用Add()方法添加新項(xiàng)目 
例如:

Cow myCow2 = new Cow("Hayley");
animalArrayList.Add(myCow2);
animalArrayList.Add(new Chicken("Roy"));

在添加萬項(xiàng)目之后,就可以用與數(shù)組相同的語法重寫他們 
例如:

animalArrayList[1] = new Chicken("Roy2")

Array數(shù)組和ArrayList集合都支持foreach結(jié)構(gòu)來迭代 
例如:

foreach (Animal myAnimal in animalArray)
{
}

foreach (Animal myAnimal in animalArrayList)
{
}

Array數(shù)組使用Length屬性獲取項(xiàng)目的個(gè)數(shù) 
例如:

int animalCount = animalArray.Length;

ArrayList集合使用Count屬性獲取項(xiàng)目的個(gè)數(shù)

int animalCount2 = animalArrayList.Count;

Array數(shù)組是強(qiáng)類型化的,可以直接使用數(shù)組的類型來存儲(chǔ)項(xiàng)目 
即可以直接訪問項(xiàng)目的屬性和方法 
例如: 
對(duì)于類型是Animal的數(shù)組,F(xiàn)eed()是類Animal的方法

animalArray[0].Feed();

但對(duì)于類Animal派生類的方法,就不能直接調(diào)用,需要強(qiáng)制轉(zhuǎn)換

((Chicken)animalArray[1]).LayEgg();

ArrayList集合是System.Object對(duì)象的集合,通過多態(tài)性賦給Animal對(duì)象 
必須進(jìn)行數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換 
例如:

((Animal)animalArrayList[0]).Feed();
((Chicken)animalArrayList[1]).LayEgg();

使用Remove()和RemoveAt()方法刪除項(xiàng)目 
Remove  從 ArrayList 中移除特定對(duì)象的第一個(gè)匹配項(xiàng)(參數(shù)為特定對(duì)象) 
RemoveAt 移除 ArrayList 的指定索引處的元素(參數(shù)為索引值) 
刪除項(xiàng)目后,會(huì)使其他項(xiàng)目在數(shù)組中移動(dòng)一個(gè)位置

使用AddRange()和InsertRange()方法可以一次添加多個(gè)項(xiàng)目 
AddRange 將 ICollection 的元素添加到 ArrayList 的末尾 
InsertRange 將集合中的某個(gè)元素插入 ArrayList 的指定索引處。 
例如:

animalArrayList.AddRange(animalArray);

使用IndexOf()方法獲取指定項(xiàng)目的索引值 
IndexOf 返回 ArrayList 或它的一部分中某個(gè)值的第一個(gè)匹配項(xiàng)的從零開始的索引。  
可以通過索引值直接訪問選項(xiàng) 
例如:

int iIndex =  animalArrayList.IndexOf(myCow1);
((Animal)animalArrayList[iIndex]).Feed();

2、自定義集合

可以從一個(gè)類派生自定義的集合 
推薦使用System.Collections.CollectionBase類。CollectionBase類有接口IEnumerable,ICollection,和IList

List屬性可以通過Ilist接口訪問項(xiàng)目,InnerList屬性用于存儲(chǔ)項(xiàng)目的ArrayList對(duì)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()
    {
    }
 }

這個(gè)類用于生成Animal類型的集合,可以用foreach訪問其成員:

Animals animalCollection = new Animals();
animalCollection.Add(new Cow("Sarah"));
foreach (Animal myAnimal in animalCollection)
{
}

如果要以索引的方式訪問項(xiàng)目,就需要使用索引符

3、索引符

索引符是一種特殊類型的屬性,可以把它添加到類中,提供類似數(shù)組的訪問。 
最常見的一個(gè)用法是對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行一個(gè)數(shù)字索引

例如: 
在Animals集合中添加一個(gè)索引符

public class Animals : CollectionBase
{
     ...
     public Animal this[int animalIndex]
     {
         get
         {
             return (Animal)List[animalIndex];
         }
         set
         {
             List[animalIndex] = value;
         }
     }
 }

this關(guān)鍵字與方括號(hào)一起,方括號(hào)中是索引參數(shù) 
對(duì)List使用一個(gè)索引符,而且顯示聲明了類型,因?yàn)镮List接口返回的是System.Object對(duì)象 
現(xiàn)在可以用索引的方式訪問項(xiàng)目:

animalCollection[0].Feed();

4、關(guān)鍵字值集合和IDictionary

集合還可以執(zhí)行類似的IDictionary接口,通過關(guān)鍵字值進(jìn)行索引 
使用基類DictionaryBase,它也執(zhí)行IEnumerable和ICollection接口,提供了對(duì)任何集合都相同的集合處理功能

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;
        }
    }
}

這樣添加了Add()方法,Remove()方法和一個(gè)通過關(guān)鍵字訪問項(xiàng)目的方法 
其中Dictionary是包含在DictionaryBase實(shí)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結(jié)構(gòu),需要通過Value成員獲取對(duì)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

通過IEnumerable接口,可以使用foreach循環(huán)獲取對(duì)象 
foreach循環(huán),迭代collectionObject的過程: 
1 調(diào)用Collection的GetEnumerator()方法返回一個(gè)IEnumerator引用 
   該方法也可以通過IEnumerable接口的實(shí)現(xiàn)代碼獲得 
2 調(diào)用IEnumerator接口的MoveNext()方法,將枚舉數(shù)推進(jìn)到集合的下一個(gè)元素 
3 如果MoveNext()方法返回true,使用IEnumerator接口的Current屬性獲取對(duì)象的引用,用于foreach循環(huán) 
4 重復(fù)前兩個(gè)步驟,直至MoveNext()返回false時(shí),循環(huán)停止

迭代器是一個(gè)按順序提供要在foreach循環(huán)中使用的所有值的代碼塊 
一般這個(gè)代碼塊是一個(gè)方法,也可以使用屬性訪問器和其他代碼塊作為迭代器 
代碼塊的返回值可能是IEnumerable或IEnumerator接口類型: 
1 如果要迭代一個(gè)類,可使用方法IEnumerator(),其返回類型是IEnumerator 
2 如果要迭代一個(gè)類成員,則使用IEnumerable

在迭代器塊中,使用yield關(guān)鍵字選擇要在foreach循環(huán)中使用的值 
語法:

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();
}

這里SimpleList就是迭代器塊,是一個(gè)方法,使用IEnumerable返回類型 
可以從yield語句中返回任意類型

可以中斷信息返回foreach循環(huán)過程 
語法:yield break;

6、迭代器和集合

迭代器可以用于迭代儲(chǔ)存在目錄類型的集合中的對(duì)象 
例如:

public new IEnumerator GetEnumerator()
{
    foreach (object animal in Dictionary.Values)
    yield return (Animal)animal;
}

迭代集合中的對(duì)象:

foreach (Animal myAnimal in animalCollection)
{
}

7、深度復(fù)制

使用System.Object.MemberwiseClone()方法可以進(jìn)行陰影復(fù)制 
對(duì)于值類型成員,沒什么問題 
但對(duì)于引用類型成員,新對(duì)象和源對(duì)象的成員將指向同一個(gè)引用對(duì)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();
    }
}

執(zhí)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;

結(jié)果: 
iVal1是5,iVal2是2

但有時(shí)候需要的是分別引用各自的對(duì)象,使用深度復(fù)制就可以解決 
標(biāo)準(zhǔn)方式是添加一個(gè)ICloneable接口,該接口有一個(gè)Clone()方法 
該方法不帶參數(shù),返回一個(gè)對(duì)象類型 
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;
    }
}

通過Cloner對(duì)象的Val字段創(chuàng)建一個(gè)相同的Cloner對(duì)象 
如果有值成員需要復(fù)制,那必須給新對(duì)象添加上這個(gè)成員 
這樣就能復(fù)制一個(gè)與源對(duì)象相同而互相獨(dú)立的新對(duì)象

用GetCopy換成Clone,執(zhí)行相同的程序,結(jié)果: 
iVal1是5,iVal2是5

二、比較

1、類型比較

比較對(duì)象時(shí),需要先知道對(duì)象的類型,可以使用GetType()方法 
配合typeof()運(yùn)算符一起使用,就可以確定對(duì)象的類型

if (myObj.GetType() == typeof(MyComplexClass))
{
    // myObj is an instance of the class MyComplexClass.
}

封箱和拆箱

處理值類型時(shí)后臺(tái)的操作: 
封箱(boxing)是把值類型轉(zhuǎn)換為System.Object類型或由值類型實(shí)現(xiàn)的接口類型 
拆箱(unboxing)是相反的過程 
例如: 
結(jié)構(gòu)類型:

struct MyStruct
{
    public int Val;
}

把類型結(jié)構(gòu)放在object類型變量中封箱:

MyStruct valType1 = new MyStruct();
valType1.Val = 5;
object refType = valType1;

這里創(chuàng)建了一個(gè)MyStruct類型的valType1,給成員賦值后封箱到對(duì)象refType中 
這種方式的封裝,將包含值類型的一個(gè)副本的引用,而不是源值的引用 
驗(yàn)證:

valType1.Val = 6;
MyStruct valType2 = (MyStruct)refType;

結(jié)果valType2.Val是5而不是6

如果對(duì)個(gè)引用類型進(jìn)行封裝,將包含源值的引用 
例如:

class MyStruct
{
    public int Val;
}

執(zhí)行相同的操作,得到valType2.Val的值是6

可以把值類型封箱到一個(gè)接口類型中:

interface IMyInterface
{
}
struct MyStruct : IMyInterface
{
    public int Val;
}

把結(jié)構(gòu)封箱到IMyInterface類型中:

MyStruct valType1 = new MyStruct();
IMyInterface refType = valType1;

拆箱:

MyStruct ValType2 = (MyStruct)refType;

封箱是在沒有用戶干涉的情況下進(jìn)行的 
拆箱一個(gè)值需要進(jìn)行顯式轉(zhuǎn)換(封箱是隱式的轉(zhuǎn)換) 
訪問值類型的內(nèi)容前,必須進(jìn)行拆箱

is運(yùn)算符

is運(yùn)算符可以檢查對(duì)象是否是給定的類型,或者是否可以轉(zhuǎn)換為給定的類型 
語法:

is

1 如果是一個(gè)類類型,也是該類型,或繼承了該類型,或封箱到該類型中,則返回true 
2 如果是一個(gè)接口類型,也是該類型,或是實(shí)現(xiàn)該接口的類型,則返回true 
3 如果是一個(gè)值類型,也是該類型,或封箱到該類型中,則返回true

2、值比較

運(yùn)算符重載

要重載運(yùn)算符,可給類添加運(yùn)算符類型成員(必須是static) 
例如: 
重載+運(yùn)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;
}

運(yùn)算符重載與標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)方法聲明類似,但它使用關(guān)鍵字operator和運(yùn)算符本身 
使用:

AddClass1 op1 = new AddClass1();
op1.val = 5;
AddClass2 op2 = new AddClass2();
op2.val = 4;
AddClass3 op3 = op1 + op2;

結(jié)果op3.val的值是9

注意:如果混合了類型,操作數(shù)數(shù)序必須與運(yùn)算符重載參數(shù)順序相同

可以重載的運(yùn)算符: 
一元運(yùn)算符:+,-,!,~,++,--,true,false 
二元運(yùn)算符:+,-,*,/,%,&,|,^,<<,>> 
比較運(yùn)算符:==,!=,<,>,<=,>= 
注意: 
如果重載true或false運(yùn)算符,可以在布爾表達(dá)式中使用類,例如if (op1) {}

運(yùn)算符如 < 和 > 必須成對(duì)重載,但可以使用其他運(yùn)算符來減少代碼 
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);
    }
}

同時(shí)適用于==和!=,常常需要重寫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接口是比較對(duì)象的標(biāo)準(zhǔn)方式 
區(qū)別: 
IComparable在要比較的對(duì)象的類中實(shí)現(xiàn),可以比較該對(duì)象和另一個(gè)對(duì)象 
IComparer在一個(gè)單獨(dú)的類中實(shí)現(xiàn),可以比較任意兩個(gè)對(duì)象

.Net Framework 在類Comparer上提供了IComparer接口的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)方式,類Comparer位于System.Collections命名空間中,可以對(duì)簡(jiǎn)單類型以及支持IComparable接口的任意類型進(jìn)行特定文化的比較

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給出類的默認(rèn)比較代碼,使用其他類給出非默認(rèn)的比較代碼 
IComparable提供一個(gè)CompareTo()方法比較兩個(gè)對(duì)象,并返回一個(gè)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.");
        }
    }
}

主程序代碼

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提供一個(gè)Compare()方法,接受兩個(gè)對(duì)象返回一個(gè)整型結(jié)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、轉(zhuǎn)換

1、重載轉(zhuǎn)換運(yùn)算符

implicit 關(guān)鍵字用于聲明隱式的用戶定義類型轉(zhuǎn)換運(yùn)算符 
explicit 關(guān)鍵字用于聲明顯式的用戶定義類型轉(zhuǎn)換運(yùn)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;

這里使用了隱式轉(zhuǎn)換,此時(shí)op2.val的值是字符"5"

ConvClass2 op1 = new ConvClass2();
op1.val = "6";
ConvClass1 op2 = (ConvClass1)op1;

這里使用了顯示轉(zhuǎn)換,此時(shí)op2.val的值是數(shù)字6

2、as運(yùn)算符

as運(yùn)算符可以把一種類型轉(zhuǎn)換為指定的引用類型 
語法:

as

只適用于: 
1 的類型是類型 
2 可以隱式轉(zhuǎn)換為類型 
3 可以封箱到類型中 
如果不能從轉(zhuǎn)換為,則表達(dá)式結(jié)果是null

例如: 

class ClassA : IMyInterface
{
}
    
class ClassD : ClassA
{
}

ClassA obj1 = new ClassA();
ClassD obj2 = obj1 as ClassD;

obj2的結(jié)果是null

使用一般的類型轉(zhuǎn)換,出錯(cuò)時(shí)會(huì)拋出一個(gè)異常 
而as只會(huì)把null賦給對(duì)象,只要判斷對(duì)象是否null就知道轉(zhuǎn)換是否成功。

到此這篇關(guān)于C#集合、比較和轉(zhuǎn)換的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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