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1、第四章 数组和集合,C#.net程序设计,本章主要内容,集合类型接口IEnumerable、ICollection、IList和IDictionary 数组Array、ArrayList和List泛型类 Hashtable类和Dictionary泛型类 SortedList和SortedList泛型类 队列Queue类和Queue泛型类,堆栈Stack类和Stack 泛型类,集合类型概述,集合通常可以分为常用集合, 专用集合等类型： 常用集合。常用集合有泛型和非泛型之分。非泛型集合是以Object 类型为元素集合，如哈希表Hashtable、队列Queue、堆栈Stack、和列表ArrayLi
2、st,。泛型集合类型是非泛型类型的直接模拟。泛型集合包含ArrayList的泛型版List，Hashtable的泛型版Dictionary集合等。 专用集合。这些集合都具有专门的用途，通常用于处理特定的元素类型，如 StringDictionary是将键和值强类型化为字符串而不是Object来实现Hashtable集合类型。,集合类型,IEnumerable接口,集合是基于IEnumerable接口、ICollection接口、IList接口、IDictionary接口，或其泛型集合中的相应接口，而IEnumerable接口、ICollection接口是大部分集合类所共同实现的。下面分别介绍I
3、Enumerable接口、ICollection接口。 第一种集合是实现IEnumerable接口的集合类，IEnumerable接口只有一个公共方法：IEnumerator GetEnumerator() 该方法返回一个用于foreach简单迭代循环访问集合的枚举数。所有实现了IEnumerable接口的集合类如数组Array，ArrayList集合类型等都可以用于foreach循环语句。IEnumerator接口的成员如下表。,集合类型,ICollection 接口,ICollection 接口继承IEnumerable接口，除了继承IEnumerable接口成员外，还有下表所示的成员。,
4、集合类型,List 接口,List 接口表示可按照索引单独访问的对象的非泛型集合接口。IList 接口继承了ICollection接口和IEnumerable接口，IList是所有非泛型列表的基接口。IList接口的公共属性与方法 如下表:,数组Array、ArrayList和List泛型类,数组Array类,Array 类是所有数组的基类，提供创建、操作、搜索和排序数组的方法，Array 类定义语法如下：public abstract class Array : ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable。因此Array类实现IList, ICol
5、lection, IEnumerable，ICloneable接口，也就是说，Array类实现了这些接口的方法成员。 Array类除了Copy,CopyTo外其它常用的方法： Array.Clear方法：public static void Clear (Array array, int index,int length) Array.Clone方法是实现ICloneable接口的方法，Clone方法创建数组Array的浅表副本，数组的浅表副本仅复制数组的元素（无论它们是引用类型还是值类型），但不复制这些引用所引用的对象。新数组中的引用与原始数组中的引用指向相同的对象。数组使用Copy,Cop
6、yTo方法复制的也是浅表副本。所以这三个复制方法得到的复制的副本都是一样。,数组Array、ArrayList和List泛型类,public class Student public string Name; public Student(string Name) this.Name = Name; public class CloneCopyArray public static void Main() Student stu0 = new Student(“student1“); Student stu1 = new Student(“student2“); Student stu2 =
7、new Student(“student3“); Student arrStu = new Student stu0, stu1, stu2; Student arrStuClone = (Student)arrStu.Clone();/ 克隆数组 Student arrStuCopy = new StudentarrStu.Length; Array.Copy(arrStu,arrStuCopy, arrStu.Length);/拷贝数组 Console.WriteLine(“原来数组内容“); PrintIndexAndValues(arrStu); Console.WriteLine(“
8、克隆数组内容:“); PrintIndexAndValues(arrStuClone); Console.WriteLine(“改变克隆数组内容之前“);,例：演示数组Array的Copy和Clone方法的使用, CloneCopyArray项目代码：,Console.WriteLine(“arrStu2.Name: 0“, arrStu2.Name); Console.WriteLine(“arrStuClone2.Name: 0“, arrStuClone2.Name); Console.WriteLine(“arrStuCopy2.Name: 0“, arrStuCopy2.Name);
9、 arrStuClone2.Name = “student2CloneNew“; /arrStuCopy2.Name = “student2CopyNew“; Console.WriteLine(“改变克隆数组内容之后“); Console.WriteLine(“arrStu2.Name: 0“, arrStu2.Name); Console.WriteLine(“arrStuClone2.Name: 0“, arrStuClone2.Name); Console.WriteLine(“arrStuCopy2.Name: 0“, arrStuCopy2.Name); public static
10、 void PrintIndexAndValues(Array myArray) for (int i = myArray.GetLowerBound(0); i = myArray.GetUpperBound(0); i+) Console.WriteLine(“t0:t1“, i, myArray.GetValue(i); arrStuClone是使用clone方法复制的student类对象数组，arrStuCopy是使用copy方法复制的student类对象数组,由于它们都是复制的浅表副本，所以在三个数组的引用都指向相同的student类对象数组。,ArrayList 类,Array用作
11、所有数组的基类，而ArrayList是较为复杂的数组。ArrayList 类和Array 类一样都实现IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable接口。 ArrayList类除了所实现的IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable接口的方法成员，还包含下面主要属性和方法：,使用ArrayList类Add、AddRange和ToArray方法的项目ArrayListSample代码： using System；using System.Collections; public class SamplesArrayL
12、ist public static void Main() ArrayList myAL = new ArrayList();/ 创建和初始化ArrayList. myAL.Add(“The“);/添加一个元素 myAL.AddRange(new string “quick“, “brown“, “fox“, “jumped“, “over“, “the“, “lazy“, “dog“ );/添加一组元素 PrintIndexAndValues(myAL); / 显示ArrayList的值 String myArr = (String)myAL.ToArray(typeof(string);
13、/将元素复制数组 PrintIndexAndValues(myArr); / 显示数组内容 public static void PrintIndexAndValues(ArrayList myList) int i = 0; foreach (Object o in myList) Console.Write(“t0:t1“, i+, o); public static void PrintIndexAndValues(String myArr) for (int i = 0; i myArr.Length; i+) Console.Write(“t0:t1“, i, myArri); ,L
14、ist 泛型类,List 泛型类是 ArrayList 类的泛型等效类，表示可通过索引访问的强类型列表。所谓的强类型，是指创建列表List时指定集合类型，而不是ArrayList的object集合类型，这样对于值类型的List泛型类来说，无需装箱和取消装箱或转换。 ListTSample项目的代码示例演示 List 泛型类: using System; using System.Collections.Generic; public class Example public static void Main() /创建string的List泛型实例,创建列表时指定集合类型为string Lis
15、t dinosaurs = new List(); Console.WriteLine(“nCapacity: 0“, dinosaurs.Capacity);/显示List容量 dinosaurs.Add(“Tyrannosaurus“);/向List添加 dinosaurs.Add(“Amargasaurus“); dinosaurs.Add(“Mamenchisaurus“); dinosaurs.Add(“Deinonychus“);,dinosaurs.Add(“Compsognathus“); foreach (string dinosaur in dinosaurs) Conso
16、le.WriteLine(dinosaur); Console.WriteLine(“nCapacity: 0“, dinosaurs.Capacity); Console.WriteLine(“Count: 0“, dinosaurs.Count); Console.WriteLine(“nContains(“Deinonychus“): 0“, dinosaurs.Contains(“Deinonychus“);/判断列表是否包含“Deinonychus“ dinosaurs.Insert(2, “Compsognathus“);/在位置插入“Compsognathus“ foreach
17、(string dinosaur in dinosaurs) Console.WriteLine(dinosaur); Console.WriteLine(“ndinosaurs3: 0“, dinosaurs3);/使用位置索引 dinosaurs.Remove(“Compsognathus“);/删除“Compsognathus“ foreach (string dinosaur in dinosaurs) Console.WriteLine(dinosaur); dinosaurs.TrimExcess();/根据集合数量缩减容量 Console.WriteLine(“nTrimExce
18、ss()nCapacity: 0“, dinosaurs.Capacity); Console.WriteLine(“Count: 0“, dinosaurs.Count); dinosaurs.Clear();/清空 Console.WriteLine (“nClear()nCapacity: 0“, dinosaurs.Capacity); Console.WriteLine(“Count: 0“, dinosaurs.Count); ,List 泛型类,代码分析： 使用默认构造函数创建一个空的字符串类型的List泛型列表。随后显示 Capacity 属性，然后使用 Add 方法添加若干个
19、项。添加的项被列出，Capacity 属性会同 Count 属性一起再次显示，指示已根据需要增加了容量。 使用 Contains 方法测试该列表中是否存在某个项，使用 Insert 方法在列表的中间插入一个新项，然后再次显示列表的内容。 默认的 Item 属性（C# 中的索引器）用于检索项，Remove 方法用于移除前面添加的重复项的第一个实例，然后，该示例再次显示内容。Remove 方法总是移除它所遇到的第一个实例。 使用 TrimExcess 方法减小容量以匹配计数，然后显示 Capacity 和 Count 属性。如果未用容量已经小于总容量的 10%，则列表容量不会进行调整。 使用 Cl
20、ear 方法移除列表中的所有项，并显示 Capacity 和 Count 属性。,数组Array、ArrayList和List泛型类,List,ArrayList 类与Array数组的区别：,Array 的容量是固定的，而 ArrayList的容量可根据需要自动扩充。如果更改了 Capacity 属性的值，则可以自动进行内存重新分配和元素复制。 ArrayList提供添加、插入或移除某一范围元素的方法。在 Array 中，只能一次获取或设置一个元素的值。 使用 Synchronized 方法很容易创建 ArrayList 的同步版本。Array 将实现同步的任务留给了用户。 ArrayList
21、提供将只读和固定大小包装返回到集合的方法；而 Array 不提供。 可以设置 Array 的下限，但 ArrayList的下限始终为零。 Array 可以具有多个维度，而 ArrayList始终只是一维的。 特定类型（不包括Object）的数组Array的性能优于ArrayList，这是因为ArrayList的元素属于Object类型，所以在存储或检索值类型时通常发生装箱和取消装箱操作。不过，在不需要重新分配时（即最初的容量十分接近列表的最大容量），List泛型类的性能与同类型的数组十分相近。 需要数组的大多数情况都可以改为使用ArrayList或List泛型类；它们更容易使用，并且一般与相同
22、类型的数组具有相近的性能。尽量使用List类，而不是使用ArrayList类或自己编写强类型包装集合。,数组Array、ArrayList和List泛型类,Hashtable 、Dictionary和SortedList集合类,Hashtable 、Dictionary和SortedList集合类都实现IDictionary, ICollection, IEnumerable, ICloneable接口。其中IDictionary接口表示键/值对的集合接口,或者说Hashtable 、Dictionary和SortedList都是关于键/值对的集合。 IDictionary接口是键/值对的非通
23、用集合的基接口。每个元素都是一个存储在 DictionaryEntry对象中的键/值对。 IDictionary接口继承了ICollection, IEnumerable接口，除了ICollection,IEnumerable接口成员外，还有以下成员：,IDictionary接口成员,using System.Collections;/使用Hashtable类的项目HashtableSample的代码 : public class SamplesHashtable public static void Main() Hashtable ht = new Hashtable();/创建Hasht
24、able实例ht ht.Add(“N01“, “张三“);/添加将带有指定键和值的元素添加到ht ht.Add(“N02“, “李四“); ht.Add(“N03“, “王五“); Console.WriteLine(“ht:Count:0“, ht.Count); /显示Hashtable的属性Count PrintKeysAndValues(ht); public static void PrintKeysAndValues(Hashtable ht) foreach (DictionaryEntry de in ht)/显示Hashtable的键和值 Console.Write(“(0,
25、1)“, de.Key, de.Value); 使用Hashtable的Add(Objectkey, Objectvalue)方法集合添加元素。 Hashtable的元素是一个键/值对，元素类型既不是键的类型，也不是值的类型，而是DictionaryEntry类型，因此foreach循环语句使用foreach(DictionaryEntryde in ht)。 DictionaryEntry是结构类型，具有object类型的键属性Key和object类型的值属性Key。,使用Dictionary泛型类DictionarySample项目代码：,public class Sample publi
26、c static void Main() / 创建键和值都为string的dictionary对象实例openWith. Dictionary openWith =new Dictionary(); /为dictionary实例openWith添加元素,其中键值唯一,有些值是重复的 openWith.Add(“txt“, “notepad.exe“); openWith.Add(“bmp“, “paint.exe“); openWith.Add(“dib“, “paint.exe“); openWith.Add(“rtf“, “wordpad.exe“); try /插入具有重复键的元素因起异
27、常 openWith.Add(“txt“, “winword.exe“); catch (ArgumentException) Console.WriteLine(“An element with Key = “txt“ already exists.“); / 使用键索引得到其值 Console.WriteLine(“For key = “rtf“, value = 0.“,openWith“rtf“); openWith“rtf“ = “winword.exe“;/使用键索引设置其值 Console.WriteLine(“For key = “rtf“, value = 0.“,openW
28、ith“rtf“); openWith“doc“ = “winword.exe“;/如果该键不存在,添加新key/value元素,try /如果没有该键,取其值引起异常 Console.WriteLine(“For key = “tif“, value = 0.“,openWith“tif“); catch (KeyNotFoundException) Console.WriteLine(“Key = “tif“ is not found.“); string value = “; if (openWith.TryGetValue(“tif“, out value)/该方法更有效,不引起异常
29、Console.WriteLine(“For key = “tif“, value = 0.“, value); else Console.WriteLine(“Key = “tif“ is not found.“); if (!openWith.ContainsKey(“ht“)/判断是否含有该键 openWith.Add(“ht“, “hypertrm.exe“); Console.WriteLine(“Value added for key = “ht“: 0“,openWith“ht“); foreach (KeyValuePair kvp in openWith)/遍历该字典 Con
30、sole.WriteLine(“Key = 0, Value = 1“,kvp.Key, kvp.Value); /取该字典值属性,值集合ValueCollection是强类型集合(本例string类型) Dictionary.ValueCollection valueColl =openWith.Values; foreach (string s in valueColl)/遍历该字典值集合ValueCollection Console.WriteLine(“Value = 0“, s);,/取该字典的键属性,键集合KeyCollection是强类型集合(本例string类型) Dictio
31、nary.KeyCollection keyColl = openWith.Keys; foreach (string s in keyColl)/遍历该字典键集合ValueCollection Console.WriteLine(“Key = 0“, s); Console.WriteLine(“n删除键为(“doc“)的这对元素“); openWith.Remove(“doc“); if (!openWith.ContainsKey(“doc“) Console.WriteLine(“Key “doc“ is not found.“); 代码分析： 使用Item属性（即索引器）来检索值，当
32、请求的键不存在时将引发KeyNotFoundException，与键相关联的值可被替换。 当程序必须经常尝试字典中不存在的键值时，使用TryGetValue方法作为一种更有效的方法来检索值，使用ContainsKey方法在调用Add方法之前测试某个键是否存在。 使用Keys属性和Values属性来单独枚举键和值。使用Remove方法删除集合中的一个元素。,Queue类和Queue泛型类,Queue类和Queue泛型类都是先进先出集合类，它们实现IEnumerable、ICollection和ICloneable等接口，Queue泛型类还实现了IEnumerable和ICollection泛型接
33、口。 队列在按接收顺序存储消息方面可以方便地进行顺序处理。此类将队列作为循环数组实现。存储在Queue中的对象在一端插入，从另一端移除。Queue接受空引用作为有效值并且允许重复的元素。 可以对Queue及其元素执行三种主要操作： Enqueue将一个元素添加到Queue的末尾。 Dequeue从Queue的开始处移除最旧的元素。 Peek从Queue的开始处返回最旧的元素，但不将其从Queue中移除。 下面是使用队列Queue泛型类的QueueSample项目的代码：,using System.Collections.Generic; class Example public static
34、void Main() Queue numbers = new Queue(); numbers.Enqueue(“one“); numbers.Enqueue(“two“); numbers.Enqueue(“three“); numbers.Enqueue(“four“); numbers.Enqueue(“five“); foreach (string number in numbers) Console.WriteLine(number); Console.WriteLine(“nDequeuing 0“, numbers.Dequeue(); Console.WriteLine(“P
35、eek at next item: 0“, numbers.Peek(); Console.WriteLine(“Dequeuing 0“, numbers.Dequeue(); / 使用 ToArray 方法将队列元素复制到数组，然后将该数组 /传递给接受 IEnumerable 的 Queue 构造函数以创建队列副本 Queue queueCopy = new Queue(numbers.ToArray(); foreach (string number in queueCopy) Console.WriteLine(number); ,/创建一个大小是队列大小两倍的数组 string a
36、rray2 = new stringnumbers.Count * 2; /使用 CopyTo 方法从数组中间开始复制数组元素 numbers.CopyTo(array2, numbers.Count); /使用接受IEnumerable 的Queue 构造函数创建第二个队列 Queue queueCopy2 = new Queue(array2); foreach (string number in queueCopy2) Console.WriteLine(number); Console.WriteLine(“nqueueCopy.Contains(“four“) = 0“, queue
37、Copy.Contains(“four“); queueCopy.Clear(); Console.WriteLine(“nqueueCopy.Count = 0“, queueCopy.Count); ,使用 Enqueue 方法将五个字符串加入队列进行排队。使用 Dequeue 方法使第一个字符串出列。使用 Peek 方法查找队列中的下一项。 使用 ToArray 方法创建一个数组并将队列元素复制到该数组，然后将该数组传递给接受 IEnumerable 的 Queue 构造函数以创建队列副本，并显示副本的元素。 创建一个大小是队列大小两倍的数组，并使用CopyTo方法从数组中间开始复制数组
38、元素。使用 Contains 方法显示字符串“four”在第一个队列副本中，然后使用 Clear 方法清除此副本，并由 Count 属性显示该队列为空。,堆栈Stack 类和 Stack 泛型类,堆栈集合类型Stack类和Stack泛型类都是后进先出集合类，它们实现IEnumerable、ICollection和ICloneable等接口，Stack泛型类还实现了IEnumerable和ICollection泛型接口。 可以使用堆栈和队列存储临时信息，如果需要按照信息存储在集合中的顺序来访问这些信息，使用队列Queue。如果需要以相反的顺序访问这些信息，使用堆栈Stack。Stack常用于在调
39、用其他过程期间保留变量状态。 可以对Stack及其元素执行三种主要操作： Push可在Stack的顶部插入一个元素。 Pop可在Stack的顶部移除一个元素。 Peek可返回处于Stack顶部的元素，但不将其从Stack上移除。,class Example public static void Main() Stack numbers = new Stack(); numbers.Push(“one“); numbers.Push(“two“); foreach (string number in numbers) Console.WriteLine(number); Console.Writ
40、eLine(“nPopping 0“, numbers.Pop(); Console.WriteLine(“Peek at next item: 0“,numbers.Peek(); /使用 ToArray 方法创建数组并将堆栈元素复制到其中， / 然后将数组传递给具有 IEnumerable 的 Stack 构造函数. Stack stack2 = new Stack(numbers.ToArray(); foreach (string number in stack2) Console.WriteLine(number); Console.WriteLine(“stack2.Contains(“four“)=0“,stack2.Contains(“four“); stack2.Clear(); Console.WriteLine(“nstack2.Count = 0“, stack2.Count); ,用堆栈Stack泛型类的几个方法。下面是StackSample项目的代码：,