【讀書筆記】C#高級編程 第十章 集合

来源:http://www.cnblogs.com/dlxh/archive/2017/04/03/6661965.html
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（一）概述 數組的大小是固定的。如果元素個數是動態的，就應使用集合類。 List<T>是與數組相當的集合類。還有其它類型的集合：隊列、棧、鏈表、字典和集。 （二）列表 1、創建列表 調用預設的構造函數，就可以創建列表對象。在泛型類List<T>中，必須為聲明為列表的值指定類型。使用預設構造函數創建一 ...


（一）概述

數組的大小是固定的。如果元素個數是動態的，就應使用集合類。

List<T>是與數組相當的集合類。還有其它類型的集合：隊列、棧、鏈表、字典和集。

 

 

（二）列表

1、創建列表

調用預設的構造函數，就可以創建列表對象。在泛型類List<T>中，必須為聲明為列表的值指定類型。使用預設構造函數創建一個空列表。元素添加到列表後，列表的容量會擴大，每次添加元素達到容量上限後，容量將重新設置為原來的2倍。

例子：

List<string> strList = new List<string>();

如果列表的容量改變了，整個集合就要重新分配到一個新的記憶體塊中。使用Capacity屬性可以獲取和設置集合的容量。

例子：

strList.Capacity = 100;

集合中的元素個數可以用Count屬性讀取。

例子：

var count= strList.Count;

可以調用TrimExcess()方法去除不需要的容量。

例子：

strList.TrimExcess();

但要註意的是，元素個數超過容量的90%，TrimExcess()方法就什麼都不做。

 

（1）集合初始值設定項

還可以使用集合初始值設定項給集合賦值。

例子：

List<string> strList = new List<string>() { "zhangsan", "lisi" };

 

（2）添加元素

使用Add()方法可以給列表添加元素。

例子：

strList.Add("zhangsan");

使用AddAange()方法，可以一次性給集合添加多個元素。

例子：

strList.AddRange(new string[] { "lisi", "wangmazi" });
strList.AddRange(new List<string> { "zhaoliu", "qianqi" });

 

（3）插入元素

使用Insert()方法可以在指定位置插入元素。

例子：

strList.Insert(0, "begin");

使用InsertRange()提供了插入大量元素的功能。

例子：

strList.InsertRange(1, new string[] { "zhang", "li", "wang" });

 

（4）訪問元素

實現了IList<T>和IList介面的所有類都提供了一個索引器，可以使用索引器，通過傳遞元素號來訪問元素。

例子：

var str0 = strList[0];

處理使用foreach語句進行遍歷以外，List<T>類還提供了了ForEach()方法，該方法返回void，參數為Action<T>。ForEach()方法遍歷集合中的每一項，調用作為每一項的參數傳遞的方法。

例子：

List<string> strList = new List<string>();
strList.Add("zhangsan");
strList.AddRange(new string[] { "lisi", "wangmazi" });
strList.AddRange(new List<string> { "zhaoliu", "qianqi" });
strList.ForEach(Console.WriteLine);
Console.ReadKey();

運行以上代碼，結果如下：

 

將Console.WriteLine()方法作為參數傳遞給ForEach()方法。

 

（5）刪除元素

刪除元素時，可以利用索引，也可以傳遞要刪除的元素。

例子：

strList.RemoveAt(1);

按索引刪除比較快。

RemoveRange()方法可以從集合中刪除許多元素。

strList.RemoveRange(0, 1);

還可以使用RemoveAll()方法刪除有指定特定的所有元素，還可以使用ICollection<T>介面定義的Clear()方法。

 

（6）搜索

可以使用IndexOf()、LastIndexOf()、FindIndex()、FindLastIndex()、Find()、FindLast()。如果只檢查元素是否存在，List<T>類提供了Exists()方法。

例子：

int index = strList.IndexOf("lisi");

 

（7）排序

List<T>類可以使用Sort()方法對元素排序。Sort()方法使用快速排序演算法，比較所有的元素，值到整個列表排好序位為止。

 

（8）類型轉換

使用List<T>類的ConvertAll<TOutput>()方法，可以把所有類型的集合轉換為另一種類型。

例子：

List<object> objList = strList.ConvertAll<object>(s => s);

 

 

2、只讀集合

List<T>集合中的AsReadOnly()方法返回ReadOnlyCollection<T>類型的對象。

 

 

（三）隊列

隊列(Queue<T>)是已先進先出（FIFO）的方式來處理的集合。隊列只允許在隊列中添加元素，該元素會放在隊列的末尾（Enqueue()方法），從隊列頭部獲取元素（使用Dequeue()方法）。

例子：

Queue<string> qu = new Queue<string>();
qu.Enqueue("zhangsan");
qu.Enqueue("lisi");
qu.Enqueue("wangmazi");
var dqu = qu.Dequeue();
Console.WriteLine(dqu);

運行以上代碼，結果如下：

 

需要註意的是Dequeue()方法獲取元素後會從隊列中刪除該元素，使用Peek()方法則僅獲取不刪除。使用枚舉器不會改變元素的狀態。因為Queue<T>類沒有實現IList<T>介面，所以不能用索引器訪問隊列。

 

 

（四）棧

棧（Stack<T>）與隊列(Queue<T>)很相似，只是最後添加到棧中的元素最先讀取。棧是一個後進先出（LIFO）的容器。棧用Push()方法添加元素，用Pop()方法獲取最近的元素。

例子：

Stack<string> st = new Stack<string>();
st.Push("zhangsan");
st.Push("lisi");
st.Push("wangmazi");
var pst = st.Pop();
Console.WriteLine(pst);

運行以上代碼，結果如下：

 

需要註意的是Pop()方法獲取元素後會從隊列中刪除該元素，使用Peek()方法則僅獲取不刪除。使用枚舉器不會改變元素的狀態。

 

 

（五）鏈表

LinkedList<T>是一個雙向鏈表，其元素指向它前面和後面的元素。鏈表的優點是，插入列表中間位置會很快。缺點是只能一個一個訪問。鏈表不能在列表中僅存儲值，其還會包含上一個和下一個元素的信息。

LinkedList<T>類定義的成員可以訪問鏈表中的第一個和最後一個元素（First和Last）、在指定位置插入元素（AddAfter()、AddBefore()、AddFirst()和AddLast()方法），刪除指定位置元素（Remove()、RemoveFirst()和RemoveLast()方法）、從鏈表的開頭（Find()方法）或結尾（FindLast()方法）開始搜索元素。

例子：

LinkedList<int> list = new LinkedList<int>();
list.AddFirst(2);
list.AddFirst(1);
list.AddLast(5);
list.AddLast(6);
list.AddAfter(list.Find(2),3);
list.AddBefore(list.Find(5),4);
foreach (var item in list)
{
    Console.WriteLine(item);
}
list.RemoveLast();
Console.WriteLine("移除末尾元素後：");
foreach (var item in list)
{
    Console.WriteLine(item);
}

運行以上代碼，結果如下：

 

 

 

（六）有序列表

如果需要基於鍵對所需集合排序，就可以使用SortedList<TKey,TValue>類。這個類按照鍵給元素排序。

例子：

SortedList<string, string> list = new SortedList<string, string>();
list.Add("b", "lisi");
list.Add("a", "zhangsan");
list.Add("c","wangmazi");
foreach (var item in list)
{
    Console.WriteLine("排序位置{0}，是{1}",item.Key,item.Value);
}

運行以上代碼，結果如下：

 

 

 

（七）字典

字典也成為映射或散射列表。字典的主要特性是能根據鍵快速查找值。也可以自由添加和刪除元素，這有點像List<T>類，但沒有在記憶體中移動後續元素的性能開銷。

 

1、鍵的類型

用作字典的鍵必須重寫Object類的GetHashCode()方法，並實現IEquatable<T>.Equals()方法，或重寫Object類的Equals()方法。也可以實現IEqualityComparer<T>介面的GetHashCode()方法和Equals()方法。

需要註意的是，如果A.Equals(B)方法返回true，則A.GetHashCode()和B.GetHashCode()方法必須總是返回相同的散列代碼。

字元串比Int32更適合用作鍵。

 

2、字典示例

Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>();
dic.Add("a", "zhang");
dic.Add("b", "li");
dic.Add("c", "wang");
foreach (var item in dic)
{
    Console.WriteLine(item);
}

 

3、Lookup類

Lookup<TKey,TElement>類非常類似於Dictionary<TKey,TValue>類，但把鍵映射到一個值集上。Lookup<TKey,TValue>類不能像一般的字典那樣創建，而必須調用ToLookup()方法，該方法返回一個Lookup<TKey,TElement>對象。調用ToLookup()方法需要傳遞一個Func<TSource,TKey>類型的委托來定義鍵的選擇器。

例子：

var personList = new List<Person>();
personList.Add(new Person() { Name = "zhangsan", Age = 13 });
personList.Add(new Person() { Name = "lisi", Age = 15 });
personList.Add(new Person() { Name = "wangmazi", Age = 13 });
personList.Add(new Person() { Name = "zhaoliu", Age = 18 });
var personLookup = personList.ToLookup(p => p.Age);
foreach (var item in personLookup[13])
{
    Console.WriteLine(item.Name);
}

 

4、有序字典

SortedDictionary<TKey,TValue>類是一個二叉搜索樹，其中的元素根據鍵來排序。該鍵類型必須實現IComparable<TKey>介面，在沒有實現的情況下，可以傳遞一個實現了IComparer<TKey>介面的比較器。

  • SortedList<TKey,TValue>類使用的記憶體比SortedDictionary<TKey,TValue>類少。
  • SortedDictionary<TKey,TValue>類的元素插入和刪除操作比較快。
  • 在用已排好序的數據填充集合時，若不需要修改容量，SortedList<TKey,TValue>類就比較快。

 

 

（八）集

包含不重覆的集合成為“集(set)”。.NET Framework包含兩個集（HashSet<T>和SortedSet<T>），它們都實現ISet<T>介面。HashSet<T>集包含不重覆元素的無序列表，SortedSet<T>包含不重覆的有序列表。

例子：

 1 var firstNameSet1 = new HashSet<string>();
 2 firstNameSet1.Add("zhang");
 3 firstNameSet1.Add("zhang");
 4 firstNameSet1.Add("li");
 5 firstNameSet1.Add("wang");
 6 firstNameSet1.Add("zhao");
 7 foreach (var item in firstNameSet1)
 8 {
 9     Console.WriteLine(item);
10 }
11 var firstNameSet2 = new HashSet<string>();
12 firstNameSet2.Add("Smith");
13 firstNameSet2.Add("Johnson");
14 firstNameSet2.Add("Williams");
15 firstNameSet2.Add("Jones");
16 var firstNameSet = new SortedSet<string>();
17 firstNameSet.UnionWith(firstNameSet1);
18 firstNameSet.UnionWith(firstNameSet2);
19 Console.WriteLine("將兩個無序集合併到有序集：");
20 foreach (var item in firstNameSet)
21 {
22     Console.WriteLine(item);
23 }

運行以上代碼，結果如下：

 

 

 

（九）可觀察的集合

如果需要集合中的元素何時刪除或添加的信息，就可以使用ObservableCollection<T>類。

例子：

 1 static void Main(string[] args)
 2 {
 3     ObservableCollection<string> obs = new ObservableCollection<string>();
 4     obs.CollectionChanged += Obs_changeInfo;
 5     obs.Add("1");
 6     obs.Add("2");
 7     Console.ReadKey();
 8 }
 9 
10  
11 private static void Obs_changeInfo(object sender, NotifyCollectionChangedEventArgs e)
12 {
13     Console.WriteLine("觸發事件操作方法：{0}",e.Action);
14     var targetElement = e.NewItems == null ? e.OldItems : e.NewItems;
15     foreach (var item in targetElement)
16     {
17         Console.WriteLine("觸發元素：{0}", item);
18     }
19 }

運行以上代碼，結果如下：

 

 

 

（十）位數組

如果需要處理的數字有許多位，就可以使用BitArray類和BitVector32結構。（完全不知道這個有什麼作用，暫不做筆記）

 

 

（十一）不變的集合

如果對象可以改變其狀態，就很難在多個同時運行的任務中使用。先填充集合，再將它變為不變的數組會更高效。需要進行一些處理時，可以再次使用可變的集合。此時可以使用不變集合提供的構建器類。

例子：

List<string> list = new List<string>();
list.Add("zhang");
list.Add("li");
var immutableList = list.ToImmutableList();//可變集合轉為不變集合
var immutableListBuilder = immutableList.ToBuilder();//重新轉換為可變集合
immutableListBuilder.Add("wang");
immutableList = immutableListBuilder.ToImmutable();//可變集合轉為不變集合
foreach (var item in immutableList)
{
    Console.WriteLine(item);
}

運行以上代碼，結果如下：

 

只讀集合提供集合的只讀試圖。在不使用只讀試圖訪問集合的情況下，該集合仍可修改。而不變集合無法修改。

 

 

（十二）併發集合

從.NET 4開始，.NET中名稱空間System.Collections.Concurrent中提供了幾個線程安全的集合類。為了對集合進行線程安全的訪問，定義了IProducerConsumerCollection<T>介面。這個介面中最重要的方法是TryAdd()方法和TryTake()方法。

併發集合參考：http://blog.csdn.net/wangzhiyu1980/article/details/45497907


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