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2024-05-06 14:31:32
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为什么要用C#泛型集合？

在C# 2.0之前，主要可以通过两种方式实现集合：

a.使用ArrayList

直接将对象放入ArrayList，操作直观，但由于集合中的项是Object类型，因此每次使用都必须进行繁琐的类型转换。

b.使用自定义集合类

比较常见的做法是从CollectionBase抽象类继承一个自定义类，通过对IList对象进行封装实现强类型集合。这种方式要求为每种集合类型写一个相应的自定义类，工作量较大。泛型集合的出现较好的解决了上述问题，只需一行代码便能创建指定类型的集合。

什么是泛型？

泛型是C# 2.0中的新增元素(C++中称为模板)，主要用于解决一系列类似的问题。这种机制允许将类名作为参数传递给泛型类型，并生成相应的对象。将泛型(包括类、接口、方法、委托等)看作模板可能更好理解，模板中的变体部分将被作为参数传进来的类名称所代替，从而得到一个新的类型定义。泛型是一个比较大的话题，在此不作详细解析，有兴趣者可以查阅相关资料。

怎样创建泛型集合？

主要利用System.Collections.Generic命名空间下面的List泛型类创建集合，语法如下：

  1. 　　List＜T＞ ListOfT = new List＜T＞();  

其中的"T"就是所要使用的类型，既可以是简单类型，如string、int，也可以是用户自定义类型。下面看一个具体例子。

定义Person类如下：

  1. class Person  
  2. {  
  3. private string _name; //姓名  
  4. private int _age; //年龄  
  5.  
  6. //创建Person对象  
  7. public Person(string Name, int Age)  
  8. {  
  9. this._name= Name;   
  10. this._age = Age;   
  11. }  
  12.  
  13. //姓名  
  14. public string Name  
  15. {  
  16. get { return _name; }  
  17. }  
  18.  
  19. //年龄  
  20. public int Age  
  21. {  
  22. get { return _age; }  
  23. }  
  24. }  
  25.  
  26. //创建Person对象  
  27. Person p1 = new Person("张三", 30);   
  28. Person p2 = new Person("李四", 20);   
  29. Person p3 = new Person("王五", 50);   
  30.  
  31. //创建类型为Person的对象集合  
  32. List＜Person＞ persons = new List＜Person＞();   
  33.  
  34. //将Person对象放入集合  
  35. persons.Add(p1);   
  36. persons.Add(p2);   
  37. persons.Add(p3);   
  38.  
  39. //输出第2个人的姓名  
  40. Console.Write(persons[1].Name);  

可以看到，泛型集合大大简化了集合的实现代码，通过它，可以轻松创建指定类型的集合。非但如此，泛型集合还提供了更加强大的功能，下面看看其中的排序及搜索。

C#泛型集合的排序

排序基于比较，要排序，首先要比较。比如有两个数1、2，要对他们排序，首先就要比较这两个数，根据比较结果来排序。如果要比较的是对象，情况就要复杂一点，比如对Person对象进行比较，则既可以按姓名进行比较，也可以按年龄进行比较，这就需要确定比较规则。一个对象可以有多个比较规则，但只能有一个默认规则，默认规则放在定义该对象的类中。默认比较规则在CompareTo方法中定义，该方法属于IComparable＜T＞泛型接口。请看下面的代码：

  1. class Person ：IComparable＜Person＞  
  2. {  
  3. //按年龄比较  
  4. public int CompareTo(Person p)  
  5. {  
  6. return this.Age - p.Age;   
  7. }  
  8. } 

CompareTo方法的参数为要与之进行比较的另一个同类型对象，返回值为int类型，如果返回值大于0，表示***个对象大于第二个对象，如果返回值小于0,表示***个对象小于第二个对象，如果返回0,则两个对象相等。

定义好默认比较规则后，就可以通过不带参数的Sort方法对集合进行排序，如下所示:

  1. //按照默认规则对集合进行排序  
  2. persons.Sort();   
  3.  
  4. //输出所有人姓名  
  5. foreach (Person p in persons)  
  6. {  
  7. Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"张三"、"王五"  
  8. } 

实际使用中，经常需要对集合按照多种不同规则进行排序，这就需要定义其他比较规则，可以在Compare方法中定义，该方法属于IComparer＜T＞泛型接口，请看下面的代码：

  1. class NameComparer : IComparer＜Person＞  
  2. {  
  3. //存放排序器实例  
  4. public static NameComparer Default = new NameComparer();   
  5.  
  6. //按姓名比较  
  7. public int Compare(Person p1, Person p2)  
  8. {  
  9. return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
  10. }  
  11. } 

Compare方法的参数为要进行比较的两个同类型对象，返回值为int类型，返回值处理规则与CompareTo方法相同。其中的Comparer.Default返回一个内置的Comparer对象，用于比较两个同类型对象。

下面用新定义的这个比较器对集合进行排序：

  1. //按照姓名对集合进行排序  
  2. persons.Sort(NameComparer.Default);   
  3.  
  4. //输出所有人姓名  
  5. foreach (Person p in persons)  
  6. {  
  7. Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"  
  8. } 

还可以通过委托来进行集合排序，首先要定义一个供委托调用的方法，用于存放比较规则，可以用静态方法。请看下面的代码：

  1. class PersonComparison  
  2. {  
  3. //按姓名比较  
  4. public static int Name(Person p1, Person p2)  
  5. {  
  6. return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
  7. }  
  8. }  

方法的参数为要进行比较的两个同类型对象，返回值为int类型，返回值处理规则与CompareTo方法相同。然后通过内置的泛型委托System.Comparison对集合进行排序：

  1. System.Comparison＜Person＞ NameComparison = new System.Comparison＜Person＞(PersonComparison.Name);   
  2. persons.Sort(NameComparison);   
  3.  
  4. //输出所有人姓名  
  5. foreach (Person p in persons)  
  6. {  
  7. Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"  
  8. } 

可以看到，后两种方式都可以对集合按照指定规则进行排序，但笔者更偏向于使用委托方式，可以考虑把各种比较规则放在一个类中，然后进行灵活调用。

C#泛型集合的搜索

搜索就是从集合中找出满足特定条件的项，可以定义多个搜索条件，并根据需要进行调用。首先，定义搜索条件，如下所示：

  1. class PersonPredicate  
  2. {  
  3. //找出中年人(40岁以上)  
  4. public static bool MidAge(Person p)  
  5. {  
  6. if (p.Age ＞= 40)  
  7. return true;   
  8. else 
  9. return false;   
  10. }  
  11. } 

上面的搜索条件放在一个静态方法中，方法的返回类型为布尔型，集合中满足特定条件的项返回true，否则返回false。然后通过内置的泛型委托System.Predicate＜T＞对集合进行搜索：

  1. System.Predicate＜Person＞ MidAgePredicate = new System.Predicate＜Person＞(PersonPredicate.MidAge);   
  2. List＜Person＞ MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);   
  3.  
  4. //输出所有的中年人姓名  
  5. foreach (Person p in MidAgePersons)  
  6. {  
  7. Console.WriteLine(p.Name); //输出"王五"  
  8. } 

C#泛型集合的扩展

如果要得到集合中所有人的姓名，中间以逗号隔开，那该怎么处理？

考虑到单个类可以提供的功能是有限的，很自然会想到对List＜T＞类进行扩展，泛型类也是类，因此可以通过继承来进行扩展。请看下面的代码：

  1. //定义Persons集合类  
  2. class Persons : List＜Person＞  
  3. {  
  4. //取得集合中所有人姓名  
  5. public string GetAllNames()  
  6. {  
  7. if (this.Count == 0)  
  8. return "";   
  9.  
  10. string val = "";   
  11. foreach (Person p in this)  
  12. {  
  13. val += p.Name + ",";   
  14. }  
  15.  
  16. return val.Substring(0, val.Length - 1);   
  17. }  
  18. }  
  19.  
  20. //创建并填充Persons集合  
  21. Persons PersonCol = new Persons();   
  22. PersonCol.Add(p1);   
  23. PersonCol.Add(p2);   
  24. PersonCol.Add(p3);   
  25.  
  26. //输出所有人姓名  
  27. Console.Write(PersonCol.GetAllNames()); //输出“张三,李四,王五” 

小结：

本文着重于介绍运用C# 2.0中的泛型来实现集合，以及对集合功能进行扩展，恰当的运用泛型集合，可以减少很多重复工作，极大的提高开发效率。实际上，集合只不过是泛型的一个典型应用，如果想了解更多关于泛型的知识，可以查阅其他相关资料。希望本文对你有用:-)

附：完整程序

  1. using System;  
  2. using System.Collections.Generic;  
  3. using System.Collections;  
  4. using System.IO;  
  5.  
  6. class Person :IComparable< Person>  
  7. {  
  8.  
  9. private string _name; //姓名  
  10. private int _age; //年龄  
  11.  
  12. //创建Person对象  
  13. public Person(string Name, int Age)  
  14. {  
  15. this._name= Name;   
  16. this._age = Age;   
  17. }  
  18.  
  19. //姓名  
  20. public string Name  
  21. {  
  22. get { return _name; }  
  23. }  
  24.  
  25. //年龄  
  26. public int Age  
  27. {  
  28. get { return _age; }  
  29. }  
  30. //按年龄比较  
  31. public int CompareTo(Person p)  
  32. {  
  33. return this.Age - p.Age;   
  34. }  
  35. }  
  36.  
  37. class NameComparer : IComparer< Person>  
  38. {  
  39. //存放排序器实例  
  40. public static NameComparer Default = new NameComparer();  
  41.  
  42. //按姓名比较  
  43. public int Compare(Person p1, Person p2)  
  44. {  
  45. return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);   
  46. }  
  47. }  
  48.  
  49. class PersonComparison  
  50. {  
  51.     //按姓名比较  
  52.     public static int Name(Person p1, Person p2)  
  53.     {  
  54.         return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name);  
  55.     }  
  56. }  
  57.  
  58.  
  59. class PersonPredicate  
  60. {  
  61.     //找出中年人(40岁以上)  
  62.     public static bool MidAge(Person p)  
  63.     {  
  64.     if (p.Age >= 40)  
  65.         return true;   
  66.     else 
  67.         return false;   
  68.     }  
  69. }  
  70.  
  71.  
  72. public class test  
  73. {  
  74.     public static void Main(string[] args)  
  75.     {  
  76.         //创建Person对象  
  77.         Person p1 = new Person("张三", 30);  
  78.         Person p2 = new Person("李四", 20);  
  79.         Person p3 = new Person("王五", 50);  
  80.  
  81.         //创建类型为Person的对象集合  
  82.         List< Person> persons = new List< Person>();  
  83.  
  84.         //将Person对象放入集合  
  85.         persons.Add(p1);  
  86.         persons.Add(p2);  
  87.         persons.Add(p3);  
  88.  
  89.  
  90.         //按照默认规则对集合进行排序  
  91.         persons.Sort();  
  92.  
  93.         //输出所有人姓名  
  94.         foreach (Person p in persons)  
  95.         {  
  96.             Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"张三"、"王五"  
  97.         }  
  98.  
  99.  
  100.         persons.Sort(NameComparer.Default);  
  101.  
  102.         //输出所有人姓名  
  103.         foreach (Person p in persons)  
  104.         {  
  105.             Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"  
  106.         }  
  107.  
  108.  
  109.  
  110.         System.Comparison< Person> NameComparison = new System.Comparison< Person>(PersonComparison.Name);   
  111.         persons.Sort(NameComparison);  
  112.  
  113.         //输出所有人姓名  
  114.         foreach (Person p in persons)  
  115.         {  
  116.         Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三"  
  117.         }  
  118.  
  119.  
  120.         System.Predicate< Person> MidAgePredicate = new System.Predicate< Person>(PersonPredicate.MidAge);   
  121.         List< Person> MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate);   
  122.         //输出所有的中年人姓名  
  123.         foreach (Person p in MidAgePersons)  
  124.         {  
  125.             Console.WriteLine(p.Name); //输出"王五"  
  126.         }  
  127.  
  128.  
  129.     }  
  130. } 

【编辑推荐】

  1. 学习C#消息：循序渐进
  2. 解惑答疑：C#委托和事件
  3. 学习C#实现HTTP协议：多线程文件传输
  4. 进一步接触C#委托与事件
  5. 浅析四种C#转换的区别

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