C# List介绍及具体用法
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一、# List泛型集合
集合是OOP中的一个重要概念,C#中对集合的全面支持更是该语言的精华之一。
为什么要用泛型集合?
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<T>泛型类创建集合,语法如下:
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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 | class Person { private string _name; //姓名 private int _age; //年龄 //创建Person对象 public Person( string Name, int Age) { this ._name= Name; this ._age = Age; } //姓名 public string Name { get { return _name; } } //年龄 public int Age { get { return _age; } } } //创建Person对象 Person p1 = new Person( "张三" , 30); Person p2 = new Person( "李四" , 20); Person p3 = new Person( "王五" , 50); //创建类型为Person的对象集合 List<Person> persons = new List<Person>(); //将Person对象放入集合 persons.Add(p1); persons.Add(p2); persons.Add(p3); //输出第2个人的姓名 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。
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。请看下面代码:
1 2 3 4 5 6 7 8 | class Person :IComparable<Person> { //按年龄比较 public int CompareTo(Person p) { return this .Age - p.Age; } } |
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,表示第一个对象大于第二个对象,如果返回值小于0,表示第一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 2 3 4 5 6 7 | //按照默认规则对集合进行排序 persons.Sort(); //输出所有人姓名 foreach (Person p in persons) { Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"张三"、"王五" } |
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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | class NameComparer : IComparer<Person> { //存放排序器实例 public static NameComparer Default = new NameComparer(); //按姓名比较 public int Compare(Person p1, Person p2) { return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name); } } |
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 2 3 4 5 6 7 | //按照姓名对集合进行排序 persons.Sort(NameComparer.Default); //输出所有人姓名 foreach (Person p in persons) { Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三" } |
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 2 3 4 5 6 7 8 | class PersonComparison { //按姓名比较 public static int Name(Person p1, Person p2) { return System.Collections.Comparer.Default.Compare(p1.Name, p2.Name); } } |
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<T>对集合进行排序:
1 2 3 4 5 6 7 8 | System.Comparison<Person> NameComparison = new System.Comparison<Person>(PersonComparison.Name); persons.Sort(NameComparison); //输出所有人姓名 foreach (Person p in persons) { Console.WriteLine(p.Name); //输出次序为"李四"、"王五"、"张三" } |
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。
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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | class PersonPredicate { //找出中年人(40岁以上) public static bool MidAge(Person p) { if (p.Age >= 40) return true ; else return false ; } } |
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 2 3 4 5 6 7 8 | System.Predicate<Person> MidAgePredicate = new System.Predicate<Person>(PersonPredicate.MidAge); List<Person> MidAgePersons = persons.FindAll(MidAgePredicate); //输出所有的中年人姓名 foreach (Person p in MidAgePersons) { Console.WriteLine(p.Name); //输出"王五" } |
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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 | //定义Persons集合类 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); } } //创建并填充Persons集合 Persons PersonCol = new Persons(); PersonCol.Add(p1); PersonCol.Add(p2); PersonCol.Add(p3); //输出所有人姓名 Console.Write(PersonCol.GetAllNames()); //输出“张三,李四,王五” |
二、List的方法和属性 方法或属性 作用
Capacity 用于获取或设置List可容纳元素的数量。当数量超过容量时,这个值会自动增长。您可以设置这个值以减少容量,也可以调用trin()方法来减少容量以适合实际的元素数目。
Count 属性,用于获取数组中当前元素数量
Item( ) 通过指定索引获取或设置元素。对于List类来说,它是一个索引器。
Add( ) 在List中添加一个对象的公有方法
AddRange( ) 公有方法,在List尾部添加实现了ICollection接口的多个元素
BinarySearch( ) 重载的公有方法,用于在排序的List内使用二分查找来定位指定元素.
Clear( ) 在List内移除所有元素
Contains( ) 测试一个元素是否在List内
CopyTo( ) 重载的公有方法,把一个List拷贝到一维数组内
Exists( ) 测试一个元素是否在List内
Find( ) 查找并返回List内的出现的第一个匹配元素
FindAll( ) 查找并返回List内的所有匹配元素
GetEnumerator( ) 重载的公有方法,返回一个用于迭代List的枚举器
Getrange( ) 拷贝指定范围的元素到新的List内
IndexOf( ) 重载的公有方法,查找并返回每一个匹配元素的索引
Insert( ) 在List内插入一个元素
InsertRange( ) 在List内插入一组元素
LastIndexOf( ) 重载的公有方法,,查找并返回最后一个匹配元素的索引
Remove( ) 移除与指定元素匹配的第一个元素
RemoveAt( ) 移除指定索引的元素
RemoveRange( ) 移除指定范围的元素
Reverse( ) 反转List内元素的顺序
Sort( ) 对List内的元素进行排序
ToArray( ) 把List内的元素拷贝到一个新的数组内
trimToSize( ) 将容量设置为List中元素的实际数目
三、List的用法
1、List的基础、常用方法:
(1)、声明:
①、List<T> mList = new List<T>();
T为列表中元素类型,现在以string类型作为例子
②、List<T> testList =new List<T> (IEnumerable<T> collection);
以一个集合作为参数创建List:
1 2 | string [] temArr = { "Ha" , "Hunter" , "Tom" , "Lily" , "Jay" , "Jim" , "Kuku" , "Locu" }; List< string > testList = new List< string >(temArr); |
(2)、添加元素:
①、 添加一个元素
语法: List. Add(T item)
②、 添加一组元素
语法: List. AddRange(IEnumerable<T> collection)
1 2 3 | List< string > mList = new List< string >(); string [] temArr = { "Ha" , "Hunter" , "Tom" , "Lily" , "Jay" , "Jim" , "Kuku" , "Locu" }; mList.AddRange(temArr); |
③、在index位置添加一个元素
语法: Insert(int index, T item);
④、遍历List中元素
语法:
例:
1 2 3 4 5 6 | List< string > mList = new List< string >(); ... //省略部分代码 foreach ( string s in mList) { Console.WriteLine(s); } |
(3)、删除元素:
①、删除一个值
语法:List. Remove(T item)
②、 删除下标为index的元素
语法:List. RemoveAt(int index);
③、 从下标index开始,删除count个元素
语法:List. RemoveRange(int index, int count);
(4)、判断某个元素是否在该List中:
语法:List. Contains(T item) 返回值为:true/false
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | if (mList.Contains( "Hunter" )) { Console.WriteLine( "There is Hunter in the list" ); } else { mList.Add( "Hunter" ); Console.WriteLine( "Add Hunter successfully." ); } |
(5)、给List里面元素排序:
语法: List. Sort () 默认是元素第一个字母按升序
(6)、给List里面元素顺序反转:
语法: List. Reverse () 可以与List. Sort ()配合使用,达到想要的效果
(7)、List清空:
语法:List. Clear ()
(8)、获得List中元素数目:
语法: List. Count () 返回int值
1 2 | int count = mList.Count(); Console.WriteLine( "The num of elements in the list: " +count); |
2、List的进阶、强大方法:
本段举例用的List:
1 2 | string [] temArr = { "Ha" , "Hunter" , "Tom" , "Lily" , "Jay" , "Jim" , "Kuku" , " " Locu" }; mList.AddRange(temArr); |
(1)、List.FindAll方法:检索与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素
语法:public List<T> FindAll(Predicate<T> match);
1 2 3 4 5 | List< string > subList = mList.FindAll(ListFind); //委托给ListFind函数 foreach ( string s in subList) { Console.WriteLine( "element in subList: " +s); } |
这时subList存储的就是所有长度大于3的元素。
(2)、List.Find 方法:搜索与指定谓词所定义的条件相匹配的元素,并返回整个 List 中的第一个匹配元素。
语法:public T Find(Predicate<T> match);
Predicate是对方法的委托,如果传递给它的对象与委托中定义的条件匹配,则该方法返回 true。当前 List 的元素被逐个传递给Predicate委托,并在 List 中向前移动,从第一个元素开始,到最后一个元素结束。当找到匹配项时处理即停止。
Predicate 可以委托给一个函数或者一个拉姆达表达式:
委托给拉姆达表达式:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 | string listFind = mList.Find(name => //name是变量,代表的是mList中元素,自己设定 { if (name.Length > 3) { return true ; } return false ; }); Console.WriteLine(listFind); //输出是Hunter |
委托给一个函数:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | string listFind1 = mList.Find(ListFind); //委托给ListFind函数 Console.WriteLine(listFind); //输出是Hunter //ListFind函数 public bool ListFind( string name) { if (name.Length > 3) { return true ; } return false ; } |
这两种方法的结果是一样的。
(3)、List.FindLast 方法:搜索与指定谓词所定义的条件相匹配的元素,并返回整个 List 中的最后一个匹配元素。
语法:public T FindLast(Predicate<T> match);
用法与List.Find相同。
(4)、List.TrueForAll方法: 确定是否 List 中的每个元素都与指定的谓词所定义的条件相匹配。
语法:public bool TrueForAll(Predicate<T> match);
委托给拉姆达表达式:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 | bool flag = mList.TrueForAll(name => { if (name.Length > 3) { return true ; } else { return false ; } }); Console.WriteLine( "True for all: " +flag); //flag值为 |
委托给一个函数,这里用到上面的ListFind函数:
1 2 | bool flag = mList.TrueForAll(ListFind); //委托给ListFind函数 Console.WriteLine( "True for all: " +flag); //flag值为false |
这两种方法的结果是一样的。
(5)List.Take(n)方法: 获得前n行 返回值为IEnumetable<T>,T的类型与List<T>的类型一样
1 2 3 4 5 | IEnumerable< string > takeList= mList.Take(5); foreach ( string s in takeList) { Console.WriteLine( "element in takeList: " + s); } |
这时takeList存放的元素就是mList中的前5个。
(6)、List.Where方法:检索与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素。跟List.FindAll方法类似。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | IEnumerable< string > whereList = mList.Where(name => { if (name.Length > 3) { return true ; } else { return false ; } }); foreach ( string s in subList) { Console.WriteLine("element in subLis |
这时subList存储的就是所有长度大于3的元素。
(7)、List.RemoveAll方法:移除与指定的谓词所定义的条件相匹配的所有元素。
语法: public int RemoveAll(Predicate<T> match);
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 | mList.RemoveAll(name => { if (name.Length > 3) { return true ; } else { return false ; } }); foreach ( string s in mList) { Console.WriteLine( "element in mList: " + s); } |
这时mList存储的就是移除长度大于3之后的元素。
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