C#.Net筑基-集合知识全解

01、集合底子知识

.Net 中提供了一系列的管理对象集合的范例，数组、可变列表、字典等。从范例安全上集合分为两类，泛型集合 和 非泛型集合，传统的非泛型集合存储为Object，需要范例转。而泛型集合提供了更好的性能、编译时范例安全，推荐利用。
.Net中集合主要集中在下面几个命名空间中：

1.1、集合的劈头：接口关系

集合接口特点/阐明IEnumerator、IEnumerator罗列器（还不是集合），提供foreach罗列项的能力IEnumerable、IEnumerable可罗列集合，几乎所有集合都实现了该接口，属于集合最底子的接口。就一个IEnumerator GetEnumerator() 方法，返回一个罗列器。ICollection、ICollection提供了底子集合操作：Count、Add()、Remove()、Clear()、Contains()、CopyTo()IList、IList索引器[int index]、IndexOf()、Insert()、RemoveAt()IDictionary、IDictionary键值集合操作：Keys、Values、索引器[Key]、Add()、Remove()IReadOnly***只读的集合，包括IReadOnlyCollection、IReadOnlyList、IReadOnlyDictionary等

• 天赋技能 —— foreach：几乎所有集合都可以用foreach循环操作，是由于他们都继承自IEnumerable接口，由罗列器（IEnumerator）提供罗列操作。
  
• 几乎所有集合都提供添加、删除、计数，来自底子接口 ICollection、ICollection。
  
• IList、IList 提供了数组的索引器、查找、插入等操作，几乎所有详细的集合范例都实现了该接口。
  
• Array 是一个抽象类，是所有数组T[]的基类，她是范例安全的。
  
• 推荐尽量利用数组T[]、泛型版的集合，提供了更好的范例安全和性能。
  

1.2、非泛型集合—— 另有什么存在的代价？

• 非泛型的Hashtable，Key、Value都是Object范例的，Dictionary 是泛型版本的 Hashtable。
  
• ArrayList 是非泛型版本的 List，基本很少利用，也尽量不用。
  

❓既然非泛型版本范例不安全，性能还差，为什么还存在呢？
主要是历史原因，泛型是.Net2.0 引入的，因此为了向后兼容，依然保留的非泛型版本集合。在接口实现时，非泛型接口一般都是显示实现的，因此基本不会用到。不过在有些场景下，非泛型接口、集合还是有点用的，如范例不固定的集合，大概用接口作为束缚条件或范例判定。

1. ArrayList arr = new ArrayList();
2. arr.Add(1);
3. arr.Add("sam");
4. arr.Add(new Point());
5. if (arr is IList) {}
7. class User<T> where T :IList {}

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1.3、Collection、List有何不同？

❓两者比较相似，他们到底有什么区别呢？该如何选择？

• Collection 作为自定义集合基类，内部提供了一些virtual的实现，便于继承实现自己的集合范例。其内部集合用的就是List，如下部分源码 Collection.cs。
  
• List 作为集合利用，是最常用的可变长集合范例了，他优化了性能，但是丢失了可扩展性，没有提供任何可以override的成员。
  

1. public class Collection<T>
2. {
3.     public Collection()
4.     {
5.         items = new List<T>();
6.     }
7.     protected virtual void InsertItem(int index, T item)
8.     {
9.         items.Insert(index, item);
10.     }
11. }

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02、罗列器——foreach的秘密！

foreach 用来循环迭代可罗列对象，用一种非常简洁、优雅的姿势访问可罗列元素。常用于数组、集合，当然不仅限于集合，只要符合要求罗列要求的都可以。
foreach 可罗列范例阐明数组包括Array数组、List、字典等，他们都实现了IEnumerable接口的。IEnumerable可罗列接口IEnumerable同上，泛型版本GetEnumerator()方法包含公共方法“IEnumerator GetEnumerator();”的任意范例yield迭代器yield语句实现的迭代器，实际返回的也是IEnumerable、IEnumerator

2.1、IEnumerator罗列器

罗列可以foreach 罗列的密码是他们都继承自IEnumerable接口，而更重要的是其内部的罗列器 —— IEnumerator。罗列器IEnumerator定义了向前遍历集合元素的基本协议，其申明如下：

1. public interface IEnumerator
2. {
3.         object Current { get; }
5.         bool MoveNext();
7.         void Reset();  //这个方法是非必须的，用于重置游标，可不实现
8. }
9. public interface IEnumerator<out T> : IDisposable, IEnumerator
10. {
11.         new T Current { get; }
12. }

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• MoveNext() 移动当前元素到下一个位置，Current获取当前元素，假如没有元素了，则MoveNext()返回false。注意MoveNext()会先调用，因此首次MoveNext()是把位置移动到第一个位置。
  
• Reset()用于重置到出发点，主要用于COM互操作，利用很少，可不用实现（直接抛出 NotSupportedException）。
  

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