C#入门学习之集合、比较和转换 C#入门学习之集合、比较和转换

一、集合

1、使用集合
2、自定义集合
3、索引符
4、关键字值集合和IDictionary
5、迭代器
6、迭代器和集合
7、深度复制

二、比较

1、类型比较

封箱和拆箱
is运算符

2、值比较

运算符重载
IComparable和IComparer接口

三、转换

1、重载转换运算符

2、as运算符

一、集合 C#中的数组是作为System.Array类的实例来执行的，它们是集合类中的一种。
集合类一般用于处理对象列表，其功能是通过执行System.Collection中的接口实现的。
集合的功能可以通过接口来实现，该接口可以使用基本基本集合类，也可以创建自定义的集合类。
System.Collections 命名空间有很多接口提供了基本的集合功能：

IEnumerable：公开枚举数，该枚举数支持在非泛型集合上进行简单迭代
ICollection：定义所有非泛型集合的大小、枚举数和同步方法
IList：表示可按照索引单独访问的对象的非泛型集合
IDictionary：表示键/值对的非通用集合

System.Array类继承了IList，ICollection和IEnumerable。但不支持IList的一些高级功能，而且是一个大小固定的项目列表。

1、使用集合
Systems.Collections中的一个类System.Collections.ArrayList，也执行IList，ICollection和IEnumerable接口，但与数组不同，它是大小可变的
使用System.Array类的集合（数组），必须用固定的大小来初始化数组
例如：

Animal[] animalArray = new Animal[2];

使用System.ArrayList类的集合，不需要初始化其大小
例如：

ArrayList animalArrayList = new ArrayList();

这个类还有两个构造函数：
1 把现有集合作为参数复制到新实例中
2 用一个int参数设置集合的容量，不过实际内容超过容量时会自动增加
初始化数组，需要给这个项目赋予初始化了的对象
例如：

Cow myCow1 = new Cow("Deirdre"); animalArray[0] = myCow1; animalArray[1] = new Chicken("Ken");

可以用这两种方式初始化数组
对于ArrayList集合，需要用Add()方法添加新项目
例如：

Cow myCow2 = new Cow("Hayley"); animalArrayList.Add(myCow2); animalArrayList.Add(new Chicken("Roy"));

在添加万项目之后，就可以用与数组相同的语法重写他们
例如：

animalArrayList[1] = new Chicken("Roy2")

Array数组和ArrayList集合都支持foreach结构来迭代
例如：

foreach (Animal myAnimal in animalArray){}foreach (Animal myAnimal in animalArrayList){}

Array数组使用Length属性获取项目的个数
例如：

int animalCount = animalArray.Length;

ArrayList集合使用Count属性获取项目的个数

int animalCount2 = animalArrayList.Count;

Array数组是强类型化的，可以直接使用数组的类型来存储项目
即可以直接访问项目的属性和方法
例如：
对于类型是Animal的数组，Feed()是类Animal的方法

animalArray[0].Feed();

但对于类Animal派生类的方法，就不能直接调用，需要强制转换

((Chicken)animalArray[1]).LayEgg();

ArrayList集合是System.Object对象的集合，通过多态性赋給Animal对象
必须进行数据类型转换
例如：

((Animal)animalArrayList[0]).Feed(); ((Chicken)animalArrayList[1]).LayEgg();

使用Remove()和RemoveAt()方法删除项目
Remove从 ArrayList 中移除特定对象的第一个匹配项（参数为特定对象）
RemoveAt 移除 ArrayList 的指定索引处的元素（参数为索引值）
删除项目后，会使其他项目在数组中移动一个位置
使用AddRange()和InsertRange()方法可以一次添加多个项目
AddRange 将 ICollection 的元素添加到 ArrayList 的末尾
InsertRange 将集合中的某个元素插入 ArrayList 的指定索引处。
例如：

animalArrayList.AddRange(animalArray);

使用IndexOf()方法获取指定项目的索引值
IndexOf 返回 ArrayList 或它的一部分中某个值的第一个匹配项的从零开始的索引。
可以通过索引值直接访问选项
例如：

int iIndex =animalArrayList.IndexOf(myCow1); ((Animal)animalArrayList[iIndex]).Feed();

2、自定义集合
可以从一个类派生自定义的集合
推荐使用System.Collections.CollectionBase类。CollectionBase类有接口IEnumerable，ICollection，和IList
List属性可以通过Ilist接口访问项目，InnerList属性用于存储项目的ArrayList对象
例如：

public class Animals : CollectionBase {public void Add(Animal newAnimal){List.Add(newAnimal); }public void Remove(Animal oldAnimal){List.Remove(oldAnimal); }public Animals(){} }

这个类用于生成Animal类型的集合，可以用foreach访问其成员：

Animals animalCollection = new Animals(); animalCollection.Add(new Cow("Sarah")); foreach (Animal myAnimal in animalCollection){}

如果要以索引的方式访问项目，就需要使用索引符

3、索引符
索引符是一种特殊类型的属性，可以把它添加到类中，提供类似数组的访问。
最常见的一个用法是对项目执行一个数字索引
例如：
在Animals集合中添加一个索引符

public class Animals : CollectionBase{...public Animal this[int animalIndex]{get{return (Animal)List[animalIndex]; }set{List[animalIndex] = value; }} }

this关键字与方括号一起，方括号中是索引参数
对List使用一个索引符，而且显示声明了类型，因为IList接口返回的是System.Object对象
现在可以用索引的方式访问项目：

animalCollection[0].Feed();

4、关键字值集合和IDictionary
集合还可以执行类似的IDictionary接口，通过关键字值进行索引
使用基类DictionaryBase，它也执行IEnumerable和ICollection接口，提供了对任何集合都相同的集合处理功能
例如：

public class Animals : DictionaryBase {public void Add(string newID, Animal newAnimal){Dictionary.Add(newID, newAnimal); }public void Remove(string animalID){Dictionary.Remove(animalID); }public Animals(){}public Animal this[string animalID]{get{return (Animal)Dictionary[animalID]; }set{Dictionary[animalID] = value; }}}

这样添加了Add()方法，Remove()方法和一个通过关键字访问项目的方法
其中Dictionary是包含在DictionaryBase实例中的元素的列表
DictionaryBase集合和CollectionBase集合在foreach的工作方式不同，
DictionaryBase提供的是DictionaryEntry结构，需要通过Value成员获取对象本身
例如：
CollectionBase集合：

foreach (Animal myAnimal in animalCollection){myAnimal.Feed(); }

DictionaryBase集合：

foreach (DictionaryEntry myEntry in animalCollection){((Animal)myEntry.Value).Feed(); }

5、迭代器
通过IEnumerable接口，可以使用foreach循环获取对象
foreach循环，迭代collectionObject的过程：
1 调用Collection的GetEnumerator()方法返回一个IEnumerator引用
该方法也可以通过IEnumerable接口的实现代码获得
2 调用IEnumerator接口的MoveNext()方法，将枚举数推进到集合的下一个元素
3 如果MoveNext()方法返回true，使用IEnumerator接口的Current属性获取对象的引用，用于foreach循环
4 重复前两个步骤，直至MoveNext()返回false时，循环停止
迭代器是一个按顺序提供要在foreach循环中使用的所有值的代码块
一般这个代码块是一个方法，也可以使用属性访问器和其他代码块作为迭代器
代码块的返回值可能是IEnumerable或IEnumerator接口类型：
1 如果要迭代一个类，可使用方法IEnumerator()，其返回类型是IEnumerator
2 如果要迭代一个类成员，则使用IEnumerable
在迭代器块中，使用yield关键字选择要在foreach循环中使用的值
语法：

yield return value;

例如：

public static IEnumerable SimpleList(){yield return "string 1"; yield return "string 2"; yield return "string 3"; }public static void Main(string[] args){foreach (string item in SimpleList())Console.WriteLine(item); Console.ReadKey(); }

这里SimpleList就是迭代器块，是一个方法，使用IEnumerable返回类型
可以从yield语句中返回任意类型
可以中断信息返回foreach循环过程
语法：yield break;

6、迭代器和集合
迭代器可以用于迭代储存在目录类型的集合中的对象
例如：

public new IEnumerator GetEnumerator(){foreach (object animal in Dictionary.Values)yield return (Animal)animal; }

迭代集合中的对象：

foreach (Animal myAnimal in animalCollection){}

7、深度复制
使用System.Object.MemberwiseClone()方法可以进行阴影复制
对于值类型成员，没什么问题
但对于引用类型成员，新对象和源对象的成员将指向同一个引用对象
例如：

public class Content{public int Val; }public class Cloner{public Content MyContent = new Content(); public Cloner(int newVal){MyContent.Val = newVal; }public object GetCopy(){return MemberwiseClone(); }}

执行：

Cloner mySource = new Cloner(5); Cloner myTarget = (Cloner)mySource.GetCopy(); int iVal1 = myTarget.MyContent.Val; mySource.MyContent.Val = 2; int iVal2 = myTarget.MyContent.Val;

结果：
iVal1是5，iVal2是2
但有时候需要的是分别引用各自的对象，使用深度复制就可以解决
标准方式是添加一个ICloneable接口，该接口有一个Clone()方法
该方法不带参数，返回一个对象类型
例如：

public class Content{public int Val; }public class Cloner : ICloneable{public Content MyContent = new Content(); public int iVal = 0; public Cloner(int newVal){MyContent.Val = newVal; }public object Clone(){Cloner clonedCloner = new Cloner(MyContent.Val); clonedCloner.iVal = iVal; return clonedCloner; }}

通过Cloner对象的Val字段创建一个相同的Cloner对象
如果有值成员需要复制，那必须给新对象添加上这个成员
这样就能复制一个与源对象相同而互相独立的新对象
用GetCopy换成Clone，执行相同的程序，结果：
iVal1是5，iVal2是5

二、比较
1、类型比较
比较对象时，需要先知道对象的类型，可以使用GetType()方法
配合typeof()运算符一起使用，就可以确定对象的类型

if (myObj.GetType() == typeof(MyComplexClass)){// myObj is an instance of the class MyComplexClass.}

封箱和拆箱处理值类型时后台的操作：
封箱（boxing）是把值类型转换为System.Object类型或由值类型实现的接口类型
拆箱（unboxing）是相反的过程
例如：
结构类型：

struct MyStruct{public int Val; }

把类型结构放在object类型变量中封箱：

MyStruct valType1 = new MyStruct(); valType1.Val = 5; object refType = valType1;

这里创建了一个MyStruct类型的valType1，给成员赋值后封箱到对象refType中
这种方式的封装，将包含值类型的一个副本的引用，而不是源值的引用
验证：

valType1.Val = 6; MyStruct valType2 = (MyStruct)refType;

结果valType2.Val是5而不是6
如果对个引用类型进行封装，将包含源值的引用
例如：

class MyStruct{public int Val; }

执行相同的操作，得到valType2.Val的值是6
可以把值类型封箱到一个接口类型中：

interface IMyInterface{}struct MyStruct : IMyInterface{public int Val; }

把结构封箱到IMyInterface类型中：

MyStruct valType1 = new MyStruct(); IMyInterface refType = valType1;

拆箱：

MyStruct ValType2 = (MyStruct)refType;

封箱是在没有用户干涉的情况下进行的
拆箱一个值需要进行显式转换（封箱是隐式的转换）
访问值类型的内容前，必须进行拆箱

is运算符 is运算符可以检查对象是否是给定的类型，或者是否可以转换为给定的类型
语法：

is

1 如果是一个类类型，也是该类型，或继承了该类型，或封箱到该类型中，则返回true
2 如果是一个接口类型，也是该类型，或是实现该接口的类型，则返回true
3 如果是一个值类型，也是该类型，或封箱到该类型中，则返回true

2、值比较

运算符重载要重载运算符，可给类添加运算符类型成员（必须是static）
例如：
重载+运算符：

public class AddClass1{public int val; public static AddClass3 operator +(AddClass1 op1, AddClass2 op2){AddClass3 returnVal = new AddClass3(); returnVal.val = op1.val + op2.val; return returnVal; }}public class AddClass2{public int val; }public class AddClass3{public int val; }

运算符重载与标准静态方法声明类似，但它使用关键字operator和运算符本身
使用：

AddClass1 op1 = new AddClass1(); op1.val = 5; AddClass2 op2 = new AddClass2(); op2.val = 4; AddClass3 op3 = op1 + op2;

结果op3.val的值是9
注意：如果混合了类型，操作数数序必须与运算符重载参数顺序相同
可以重载的运算符：
一元运算符：+，-，!，~，++，--，true，false
二元运算符：+，-，*，/，%，&，|，^，<<，>>
比较运算符：==，!=，<，>，<=，>=
注意：
如果重载true或false运算符，可以在布尔表达式中使用类，例如if (op1) {}
运算符如 < 和 > 必须成对重载，但可以使用其他运算符来减少代码
例如：

class Addclass1{public int val; public static bool operator >=(Addclass1 op1, Addclass2 op2){return op1.val >= op2.val; }public static bool operator <(Addclass1 op1, Addclass2 op2){return !(op1>= op2); }public static bool operator <=(Addclass1 op1, Addclass2 op2){return op1.val <= op2.val; }public static bool operator >(Addclass1 op1, Addclass2 op2){return !(op1 <= op2); }}

同时适用于==和!=，常常需要重写Object.Equals()和Object.GetHashCode()

class Addclass1{public int val; public static bool operator ==(Addclass1 op1, Addclass1 op2){return (op1.val == op2.val); }public static bool operator !=(Addclass1 op1, Addclass1 op2){return !(op1== op2); }public override bool Equals(object obj){return val == ((Addclass1)obj).val; }public override int GetHashCode(){return val; }}

IComparable和IComparer接口 IComparable和IComparer接口是比较对象的标准方式
区别：
IComparable在要比较的对象的类中实现，可以比较该对象和另一个对象
IComparer在一个单独的类中实现，可以比较任意两个对象
.Net Framework 在类Comparer上提供了IComparer接口的默认实现方式，类Comparer位于System.Collections命名空间中，可以对简单类型以及支持IComparable接口的任意类型进行特定文化的比较

public class SamplesComparer{public static void Main(){String str1 = "llegar"; String str2 = "lugar"; Console.WriteLine("Comparing \"{0}\" and \"{1}\" ", str1, str2); // Uses the DefaultInvariant Comparer.Console.WriteLine("Invariant Comparer: {0}", Comparer.DefaultInvariant.Compare(str1, str2)); // Uses the Comparer based on the culture "es-ES" (Spanish - Spain, international sort).Comparer myCompIntl = new Comparer(new CultureInfo("es-ES", false)); Console.WriteLine("International Sort: {0}", myCompIntl.Compare(str1, str2))}}

一般使用IComparable给出类的默认比较代码，使用其他类给出非默认的比较代码
IComparable提供一个CompareTo()方法比较两个对象，并返回一个int值
例如：

class Person : IComparable{public string Name; public int Age; public Person(string name, int age){Name = name; Age = age; }public int CompareTo(object obj){if (obj is Person){Person otherPerson = obj as Person; return this.Age - otherPerson.Age; }else{throw new ArgumentException( "Object to compare to is not a Person object."); }}}

主程序代码

class Program{static void Main(string[] args){Person person1 = new Person("Jim", 30); Person person2 = new Person("Bob", 25); if (person1.CompareTo(person2) == 0){Console.WriteLine("Same age"); }else if (person1.CompareTo(person2) > 0){Console.WriteLine("person 1 is Older"); }else{Console.WriteLine("person1 is Younger"); }}}

IComparer提供一个Compare()方法，接受两个对象返回一个整型结果
例如：

public class PersonComparer : IComparer{public static IComparer Default = new PersonComparer(); public int Compare(object x, object y){if (x is Person && y is Person){return Comparer.Default.Compare(((Person)x).Age, ((Person)y).Age); }else{throw new ArgumentException("One or both objects to compare are not Person objects."); }}}

主程序：

class Program{static void Main(string[] args){Person person1 = new Person("Jim", 30); Person person2 = new Person("Bob", 25); if (PersonComparer.Default.Compare(person1, person2) == 0){Console.WriteLine("Same age"); }else if (PersonComparer.Default.Compare(person1, person2) > 0){Console.WriteLine("person 1 is Older"); }else{Console.WriteLine("person1 is Younger"); }}}

三、转换
1、重载转换运算符
implicit 关键字用于声明隐式的用户定义类型转换运算符
explicit 关键字用于声明显式的用户定义类型转换运算符
例如：

public class ConvClass1{public int val; public static implicit operator ConvClass2(ConvClass1 op1){ConvClass2 returnVal = new ConvClass2(); returnVal.val = op1.val.ToString(); return returnVal; }}public class ConvClass2{public string val; public static explicit operator ConvClass1(ConvClass2 op1){ConvClass1 returnVal = new ConvClass1(); returnVal.val = Convert.ToInt32(op1.val); return returnVal; }}

使用：