詳述C#泛型集合相關內容

作者：飄來飄去 2009-08-28 15:16:18

C#泛型集合是OOP中的一個重要概念，C#中對集合的全面支持更是該語言的精華之一，本文就介紹了C#泛型集合的用法

為什么要用C#泛型集合？

在C# 2.0之前，主要可以通過兩種方式實現集合：

a.使用ArrayList

直接將對象放入ArrayList，操作直觀，但由于集合中的項是Object類型，因此每次使用都必須進行繁瑣的類型轉換。

b.使用自定義集合類

比較常見的做法是從CollectionBase抽象類繼承一個自定義類，通過對IList對象進行封裝實現強類型集合。這種方式要求為每種集合類型寫一個相應的自定義類，工作量較大。泛型集合的出現較好的解決了上述問題，只需一行代碼便能創建指定類型的集合。

什么是泛型？

泛型是C# 2.0中的新增元素(C++中稱為模板)，主要用于解決一系列類似的問題。這種機制允許將類名作為參數傳遞給泛型類型，并生成相應的對象。將泛型(包括類、接口、方法、委托等)看作模板可能更好理解，模板中的變體部分將被作為參數傳進來的類名稱所代替，從而得到一個新的類型定義。泛型是一個比較大的話題，在此不作詳細解析，有興趣者可以查閱相關資料。

怎樣創建泛型集合？

主要利用System.Collections.Generic命名空間下面的List泛型類創建集合，語法如下：

　　List＜T＞ ListOfT = new List＜T＞();

其中的"T"就是所要使用的類型，既可以是簡單類型，如string、int，也可以是用戶自定義類型。下面看一個具體例子。

定義Person類如下：

class Person  
{  
private string _name; //姓名  
private int _age; //年齡  
 
//創建Person對象  
public Person(string Name, int Age)  
{  
this._name= Name;   
this._age = Age;   
}  
 
//姓名  
public string Name  
{  
get { return _name; }  
}  
 
//年齡  
public int Age  
{  
get { return _age; }  
}  
}  
 
//創建Person對象  
Person p1 = new Person("張三", 30);   
Person p2 = new Person("李四", 20);   
Person p3 = new Person("王五", 50);   
 
//創建類型為Person的對象集合  
List＜Person＞ persons = new List＜Person＞();   
 
//將Person對象放入集合  
persons.Add(p1);   
persons.Add(p2);   
persons.Add(p3);   
 
//輸出第2個人的姓名  
Console.Write(persons[1].Name);

可以看到，泛型集合大大簡化了集合的實現代碼，通過它，可以輕松創建指定類型的集合。非但如此，泛型集合還提供了更加強大的功能，下面看看其中的排序及搜索。

C#泛型集合的排序

排序基于比較，要排序，首先要比較。比如有兩個數1、2，要對他們排序，首先就要比較這兩個數，根據比較結果來排序。如果要比較的是對象，情況就要復雜一點，比如對Person對象進行比較，則既可以按姓名進行比較，也可以按年齡進行比較，這就需要確定比較規則。一個對象可以有多個比較規則，但只能有一個默認規則，默認規則放在定義該對象的類中。默認比較規則在CompareTo方法中定義，該方法屬于IComparable＜T＞泛型接口。請看下面的代碼：

class Person ：IComparable＜Person＞  
{  
//按年齡比較  
public int CompareTo(Person p)  
{  
return this.Age - p.Age;   
}  
}

CompareTo方法的參數為要與之進行比較的另一個同類型對象，返回值為int類型，如果返回值大于0，表示***個對象大于第二個對象，如果返回值小于0,表示***個對象小于第二個對象，如果返回0,則兩個對象相等。

定義好默認比較規則后，就可以通過不帶參數的Sort方法對集合進行排序，如下所示:

//按照默認規則對集合進行排序  
persons.Sort();   
 
//輸出所有人姓名  
foreach (Person p in persons)  
{  
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"張三"、"王五"  
}

實際使用中，經常需要對集合按照多種不同規則進行排序，這就需要定義其他比較規則，可以在Compare方法中定義，該方法屬于IComparer＜T＞泛型接口，請看下面的代碼：

class NameComparer : IComparer＜Person＞  
{  
//存放排序器實例  
public static NameComparer Default = new NameComparer();   
 
//按姓名比較  
public int Compare(Person p1, Person p2)  
{  
return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
}  
}

Compare方法的參數為要進行比較的兩個同類型對象，返回值為int類型，返回值處理規則與CompareTo方法相同。其中的Comparer.Default返回一個內置的Comparer對象，用于比較兩個同類型對象。

下面用新定義的這個比較器對集合進行排序：

//按照姓名對集合進行排序  
persons.Sort(NameComparer.Default);   
 
//輸出所有人姓名  
foreach (Person p in persons)  
{  
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"  
}

還可以通過委托來進行集合排序，首先要定義一個供委托調用的方法，用于存放比較規則，可以用靜態方法。請看下面的代碼：

class PersonComparison  
{  
//按姓名比較  
public static int Name(Person p1, Person p2)  
{  
return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
}  
}

方法的參數為要進行比較的兩個同類型對象，返回值為int類型，返回值處理規則與CompareTo方法相同。然后通過內置的泛型委托System.Comparison對集合進行排序：

System.Comparison＜Person＞ NameComparison = new System.Comparison＜Person＞(PersonComparison.Name);   
persons.Sort(NameComparison);   
 
//輸出所有人姓名  
foreach (Person p in persons)  
{  
Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"  
}

可以看到，后兩種方式都可以對集合按照指定規則進行排序，但筆者更偏向于使用委托方式，可以考慮把各種比較規則放在一個類中，然后進行靈活調用。

C#泛型集合的搜索

搜索就是從集合中找出滿足特定條件的項，可以定義多個搜索條件，并根據需要進行調用。首先，定義搜索條件，如下所示：

class PersonPredicate  
{  
//找出中年人(40歲以上)  
public static bool MidAge(Person p)  
{  
if (p.Age ＞= 40)  
return true;   
else 
return false;   
}  
}

上面的搜索條件放在一個靜態方法中，方法的返回類型為布爾型，集合中滿足特定條件的項返回true，否則返回false。然后通過內置的泛型委托System.Predicate＜T＞對集合進行搜索：

System.Predicate＜Person＞ MidAgePredicate = new System.Predicate＜Person＞(PersonPredicate.MidAge);   
List＜Person＞ MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);   
 
//輸出所有的中年人姓名  
foreach (Person p in MidAgePersons)  
{  
Console.WriteLine(p.Name); //輸出"王五"  
}

C#泛型集合的擴展

如果要得到集合中所有人的姓名，中間以逗號隔開，那該怎么處理？

考慮到單個類可以提供的功能是有限的，很自然會想到對List＜T＞類進行擴展，泛型類也是類，因此可以通過繼承來進行擴展。請看下面的代碼：

//定義Persons集合類  
class Persons : List＜Person＞  
{  
//取得集合中所有人姓名  
public string GetAllNames()  
{  
if (this.Count == 0)  
return "";   
 
string val = "";   
foreach (Person p in this)  
{  
val += p.Name + ",";   
}  
 
return val.Substring(0, val.Length - 1);   
}  
}  
 
//創建并填充Persons集合  
Persons PersonCol = new Persons();   
PersonCol.Add(p1);   
PersonCol.Add(p2);   
PersonCol.Add(p3);   
 
//輸出所有人姓名  
Console.Write(PersonCol.GetAllNames()); //輸出“張三,李四,王五”

小結：

本文著重于介紹運用C# 2.0中的泛型來實現集合，以及對集合功能進行擴展，恰當的運用泛型集合，可以減少很多重復工作，極大的提高開發效率。實際上，集合只不過是泛型的一個典型應用，如果想了解更多關于泛型的知識，可以查閱其他相關資料。希望本文對你有用:-)

附：完整程序

using System;  
using System.Collections.Generic;  
using System.Collections;  
using System.IO;  
 
class Person :IComparable< Person>  
{  
 
private string _name; //姓名  
private int _age; //年齡  
 
//創建Person對象  
public Person(string Name, int Age)  
{  
this._name= Name;   
this._age = Age;   
}  
 
//姓名  
public string Name  
{  
get { return _name; }  
}  
 
//年齡  
public int Age  
{  
get { return _age; }  
}  
//按年齡比較  
public int CompareTo(Person p)  
{  
return this.Age - p.Age;   
}  
}  
 
class NameComparer : IComparer< Person>  
{  
//存放排序器實例  
public static NameComparer Default = new NameComparer();  
 
//按姓名比較  
public int Compare(Person p1, Person p2)  
{  
return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
}  
}  
 
class PersonComparison  
{  
    //按姓名比較  
    public static int Name(Person p1, Person p2)  
    {  
        return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);  
    }  
}  
 
 
class PersonPredicate  
{  
    //找出中年人(40歲以上)  
    public static bool MidAge(Person p)  
    {  
    if (p.Age >= 40)  
        return true;   
    else 
        return false;   
    }  
}  
 
 
public class test  
{  
    public static void Main(string[] args)  
    {  
        //創建Person對象  
        Person p1 = new Person("張三", 30);  
        Person p2 = new Person("李四", 20);  
        Person p3 = new Person("王五", 50);  
 
        //創建類型為Person的對象集合  
        List< Person> persons = new List< Person>();  
 
        //將Person對象放入集合  
        persons.Add(p1);  
        persons.Add(p2);  
        persons.Add(p3);  
 
 
        //按照默認規則對集合進行排序  
        persons.Sort();  
 
        //輸出所有人姓名  
        foreach (Person p in persons)  
        {  
            Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"張三"、"王五"  
        }  
 
 
        persons.Sort(NameComparer.Default);  
 
        //輸出所有人姓名  
        foreach (Person p in persons)  
        {  
            Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"  
        }  
 
 
 
        System.Comparison< Person> NameComparison = new System.Comparison< Person>(PersonComparison.Name);   
        persons.Sort(NameComparison);  
 
        //輸出所有人姓名  
        foreach (Person p in persons)  
        {  
        Console.WriteLine(p.Name); //輸出次序為"李四"、"王五"、"張三"  
        }  
 
 
        System.Predicate< Person> MidAgePredicate = new System.Predicate< Person>(PersonPredicate.MidAge);   
        List< Person> MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);   
        //輸出所有的中年人姓名  
        foreach (Person p in MidAgePersons)  
        {  
            Console.WriteLine(p.Name); //輸出"王五"  
        }  
 
 
    }  
}

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C#泛型集合