第16章-构建自定义集合

思考并回答以下问题：

本章涵盖：

tE14章讨论了标准查询操作符，它们是由IEnumerableT>提供的一套扩展方法，宋适合所有集合。但是，这并不能使所有集合都适合所有任务。我们仍然需要不同的集合类型。有的集合适合根据键来搜索，有的则适合根据位置来访问。有的集合具有“先入先出”的队列行为，有的则更像“先入后出”的栈。还有一些根本没有顺序。

NET Framework针对多种不同的使用场合定义了一系列集合。本章将介绍部分集合类型及其实现的接口。本章还介绍了如何创建自定义集合来支持标准集合功能(比如索引)。除此之外，本章还讨论了如何用yield return语句创建类和方法来实现IEnumerablecT>。利用这个C#2.0引入的特性，可以简单地实现能由foreach语句遍历的集合。

NET Framework中有许多非泛型集合类和接口，但它们主要是为了向后兼容。泛型集合类不仅更快(因为避免了装箱开销) ，还更加类型安全。所以，新代码应该总是使用泛型集合类。本书假定你主要使用泛型集合类型。

更多集合接口

前面讨论了集合如何实现IEnumerablecT>，这是实现集合元素遍历功能的主要接口。更复杂的集合实现了其他许多接口。图16-1展示了集合类实现的接口的层次结构。

这些接口提供了一种标准的方式来执行常规任务，包括遍历、索引和计数。本节将讨论这些接口(至少所有泛型版本)，先从图16-1底部的接口开始，然后逐渐上移。

IList IDictionary

可将英语字典看成是一个定义集合;查找“键” (被定义的单词) )即可快速找到定义。类似地，字典集合类是值的集合;每个值都可通过关联的、唯一的键来快速访问。但要注意，英语字典一般按照“键”的字母顺序存储定义。字典类也可选择这样，但一般都没有。最好将字典集合看成是键及其关联值的无序列表，除非文档专门指定了排序方式。类似地，一般不说查找”字典的第6个定义” ;字典类一般只按照键进行索引，而不按位置索引。

列表则相反，它按特定顺序存储值并按位置访问它们。从某种意义上说，列表是字典的一个特例，其中“键”总是一个整数， “键集”总是从0开始的非负整数的一个连续集合。但是，由于两者存在重大差异，所以有必要用一个完全不同的类来表示列表。

所以，选择集合类来解决数据存储或者数据获取问题时，首先要考虑的两个接口就是IList和IDictionaryTKey， Tvalue>。这两个接口决定了集合类型是侧重于通过位置索引来获取值，还是侧重于通过键来获取值。

实现这两个接口的类都必须提供索引器。对于1List来说，索引器”的操作数是要获取的元素的位置:索引器获取一个整数，以便你访问列表中的第n个元素。对于IDictionary来说，索引器的操作数是和一个值关联的键，以便你访问那个值。

ICollection

IList和IDictionary。此外，即使集合没有实现LList或IDictionary，也极有可能实现了1collection (但并非绝对，因为集合可以实现要求较少的IEnumerable或IEnumerable ) ，ICollection派生的，包含两个成员: Count和CopyTo()。

Count属性返回集合中的元素总数。从表面来看，只需要用一个for循环就可以遍历集合的每个元素。但是，要真正做到这一点，集合还必须支持按索引来获取(检索)值，而这个功能是ICollection接口不包括的(虽然IList(T)包括)。

CopyTo()方法允许将集合转换成数组。该方法包含一个index参数，允许指定在目标数组的什么位置插入元素。注意，要使用这个方法，必须初始化目标数组并使其具有足够大的容量:从index开始，一直到能装下1collection(T)中的所有元素。

主要集合类

共有5类关键的集合类，它们的区别在于数据的插入、存储以及获取的方式。所有泛型类都位于System. Collections .Generic命名空间，等价的非泛型版本位于System.collections命名空间。

列表集合: List

List类具有与数组相似的属性。关键区别是随着元素数量的增多，这种类会自动扩展(与之相反，数组的长度是固定的)。此外，列表可以通过显式调用TrimTosize()或Capacity来缩小(参见图16-2)。

这种类称为列表集合，其独特功能是每个元素都可根据索引来单独访问，这和数组一样。因此，可以使用索引器来设置和访问列表集合类中的元素，索引参数值对应于元素在集合中的位置。代码清单16-1展示了一个例子，输出16-1展示了结果。

C#的索引是基于零的，代码清单16-2中的索引0对应第一个元素，而索引6对应第七个元素。按索引获取元素不会造成搜索操作，而只需快速和简单地“跳”到一个内存位置。List是有序集合。Add()方法将指定的项添加到列表末尾。所以在代码清单16-1中，在调用Sort()之前， “Sneezy”是第一项，而”Grumpy”是最后一项。调用sort()之后，列表按字母顺序排序，而不是按添加时的顺序。有的集合能在元素添加时自动排序，但List不能;显式调用Sort()方能使元素得以排序。

移除元素使用的是Remove()或者RemoveAt()方法，它们用于移除指定元素，或者移除指定索引位置的元素。
高级主题:自定义集合排序

你可能好奇代码清单16-1的List接口，它有一个CompareTo()方法。这个方法返回一个整数，指出所传递的元素是大于、小于还是等于当前元素。如果元素类型实现了泛型IComparablexT)接口或者非泛型IComparable接口，排序算法默认就用它来决定排序顺序。

但是，假如元素类型没有实现IComparableT)，或者默认的比较逻辑不符合要求，又该怎么办呢?为了指定非默认的排序顺序，可以调用List.Sort ()的一个重载版本，它获取一个IComparer<T)作为实参。

IComparablecT)和IComparer<T》的区别很细微，但却很重要。前者说“我知道如何将我自己和我的类型的另一个实例进行比较” ，后者说“我知道如何比较给定类型的两个实例”

如果可以采取多种方式对一个数据类型进行排序，但没有哪一种占有绝对优势，就适合使用IComparer，而应该创建多个不同的类来实现IComparer。代码清单16-2展示了比较LastName和FirstName的一个示例实现。