[.net 面向對象編程基礎] (17) 數組與集合

[.net 面向對象編程基礎] (17) 數組與集合

    學習了前面的C#三大特性，及接口，抽象類這些相對抽象的東西之後，是否是有點很累的感受。具體的東西老是容易理解，所以咱們在介紹前面抽象概念的時候，老是舉的是具體的實例以加深理解。

   本節內容至關具體，學起來也至關輕鬆。

1.數組

1.1 什麼是數組？

數組是一種數據結構，包含同一個類型的多個元素。

1.2數組的初始化

string[] mystringArray; 

類型+方框號 數組名

1.3數組初始化

咱們知道數組是引用類型，因此須要給他分配堆上的內存。

1.myIntArray = new int[3];

2.myIntArray = new int[] { 1, 2, 3 };

3.int[] myIntArray = { 1, 2, 3 };  //當使用這種方法對數組進行初始化時，只能在聲明變量數組時使用，不能在聲明數組以後使用。

1.4 數組的訪問

數組在聲明和初始化後，可使用索引器進行訪問，索引器老是以0開頭，表示第一個元素。

 //數組調用
string[] stringArray = new string[] { "aa", "bb", "cc" };
Console.WriteLine("stringValue=\"{0}\"", stringArray[0]);
Console.ReadLine();
//運行結果爲：
//stringValue="aa"

 1.5數組類型

數組根據維度不一樣，分爲矩陣數組(一維數組，二維數組，多維數組)和鋸齒數組（也就是數組的數組），下面看一下他們的聲明方式

//數組 聲明
string[] stringArray = new string[] { "aa", "bb", "cc" };
//數組 訪問
Console.WriteLine("一維數組第一個值爲：{0}", stringArray[0]);
//運行結果爲：一維數組第一個值爲：aa


//二維數組 聲明
string[,] stringArray2 = new string[,] { { "a1", "a2", "ac" }, { "b1", "b2", "b3" }, { "c1", "c2", "c3" } };
//二維數組訪問
Console.WriteLine("二維數組的1維第1個值是：{0}", stringArray2[0, 0]);
//運行結果爲：二維數組1維第1個值爲：a1

//三維數組訪問 聲明
int[, ,] myIntArray3 = new int[,,] {
                { {1,1}, {11,11}, {111,111} }, 
                { {2,2}, {22,22}, {222,222} }, 
                { {3,3}, {33,33}, {333,333} }, 
                { {4,4}, {44,44}, {444,444} } 
                };
//三維數組訪問 訪問
Console.WriteLine("三維數組2維的2維的第2個值爲：{0}", myIntArray3[1,1, 1]);
//運行結果爲：三維數組2維的2維的第2個值爲：22

//鋸齒數組（又稱數組的數組）
int[][] myIntArray4 = new int[3][];
myIntArray4[0] = new int[] { 1, 11, 111 };
myIntArray4[1] = new int[2] { 2, 22 };
myIntArray4[2] = new int[] { 3, 33, 333, 3333 };
Console.WriteLine("鋸齒數組第3個數組的第2個值爲：{0}", myIntArray4[2][1]);
//運行結果爲：鋸齒數組第3個數組的第2個值爲：33
Console.ReadLine();

2.集合

2.1.什麼時集合?

廣義的角度理解集合，就是一組東西彙集在一塊兒。而.NET的集合的定義爲：在.NET Framework 中，提供了用於數據存儲和檢索的專用類，這些類統稱集合。這些類提供對堆棧、隊列、列表和哈希表的支持。大多數集合類實現相同的接口。

其中最經常使用的是System.Collections命名空間下的ArrayList,它是按需分配自動增長的實現IList接口的數組。它的默認初始容量爲0，所以集合的索引從0開始。

2.2.數組和集合的區別：

在介紹集合前，先說一下集合和數組的區別，既然有了數組，爲什麼C#還要設定一個集合呢？

區別以下：

數組有他的優勢，就是在內存中連續存儲，遍歷比較方便，也能夠很方便的修改元素。缺點就是須要指定數組變量大小，此外，兩個元素間添加一個元素也比較麻煩。

而集合則不須要事先定義大號，能夠根據須要自動分配大小。隨意添加移除某一範圍元素也比較方法。

2.3 示例：

  仍是之前面的動物家族爲例，說明集合ArrayList的插入，添加，移除操做 

  1 /// <summary>
  2 /// 動物類(父類 抽象類)
  3 /// </summary>
  4 abstract class Animal
  5 {
  6     /// <summary>
  7     /// 名字
  8     /// 說明：類和子類可訪問
  9     /// </summary>
 10     protected string name;
 11 
 12     /// <summary>
 13     /// 構造函數
 14     /// </summary>
 15     /// <param name="name"></param>
 16     public Animal(string name)
 17     {
 18         this.name = name;
 19     }
 20 
 21     private int shoutNum = 3;
 22     public int ShoutNum
 23     {
 24         get { return shoutNum; }
 25         set { shoutNum = value; }
 26     }
 27 
 28     /// <summary>
 29     /// 名字(虛屬性)
 30     /// </summary>
 31     public virtual string MyName
 32     {
 33         get { return this.name; }
 34     }
 35 
 36     /// <summary>
 37     /// 叫聲，這個方法去掉虛方法，把循環寫在這裏
 38     /// </summary>
 39     public void Shout()
 40     {
 41         string result = "";
 42         for (int i = 0; i < ShoutNum; i++)
 43             result += getShoutSound() + "！";
 44 
 45         Console.WriteLine(MyName);
 46         Console.WriteLine(result);
 47     }
 48 
 49     /// <summary>
 50     /// 建立一個叫聲的虛方法，子類重寫
 51     /// </summary>
 52     /// <returns></returns>
 53     public virtual string getShoutSound()
 54     {
 55         return "";
 56     }
 57 }
 58 /// <summary>
 59 /// 狗（子類）
 60 /// </summary>
 61 class Dog : Animal
 62 {
 63     string myName;
 64     public Dog(string name)
 65         : base(name)
 66     {
 67         myName = name;
 68     }
 69     /// <summary>
 70     /// 名字(重寫父類屬性)
 71     /// </summary>
 72     public override string MyName
 73     {
 74         get { return "我是：狗狗，我叫：" + this.name; }
 75     }
 76     /// <summary>
 77     /// 叫（重寫父類方法）
 78     /// </summary>
 79     public override string getShoutSound()
 80     {
 81         return "汪！";
 82     }
 83 }
 84     
 85 /// <summary>
 86 /// 貓（子類）
 87 /// </summary>
 88 class Cat : Animal
 89 {
 90     string myName;
 91     public Cat(string name)
 92         : base(name)
 93     {
 94         myName = name;
 95     }
 96     /// <summary>
 97     /// 名字(重寫父類屬性)
 98     /// </summary>
 99     public override string MyName
100     {
101         get { return "我是：貓咪，我叫：" + this.name; }
102     }
103     /// <summary>
104     /// 叫（重寫父類方法）
105     /// </summary>
106     public override string getShoutSound()
107     {
108         return "喵！";
109     }
110 }
111 
112 /// <summary>
113 /// 羊（子類）
114 /// </summary>
115 class Sheep : Animal
116 {
117     string myName;
118     public Sheep(string name)
119         : base(name)
120     {
121         myName = name;
122     }
123     /// <summary>
124     /// 名字(重寫父類屬性)
125     /// </summary>
126     public override string MyName
127     {
128         get { return "我是：羊羊，我叫：" + this.name; }
129     }
130     /// <summary>
131     /// 叫（重寫父類方法）
132     /// </summary>
133     public override string getShoutSound()
134     {
135         return "咩！";
136     }
137 }

調用及返回結果:增長、添加、移除實現示例以下：

 1 //IList 添加、插入元素
 2 IList animalList = new ArrayList();
 3 Cat huaHua = new Cat("花花");
 4 animalList.Insert(0, new Dog("旺財"));//Insert是在指定的索引處插入元素
 5 animalList.Add(new Cat("阿狸"));//Add是在集合最後面插入元素
 6 animalList.Insert(animalList.Count, new Sheep("慢羊羊"));
 7 animalList.Add(huaHua);
 8 //增長四個元素後的返回結果以下
 9 Console.WriteLine("增長四個元素後的返回結果:");
10 foreach (Animal animal in animalList)
11 {
12     animal.Shout();
13 }
14 
15 //移除元素
16 //旺財和阿狸退出隊列
17 animalList.RemoveAt(0);
18 animalList.RemoveAt(0);//注意這裏當移除一個元素後，後面的元素會排到第一位了，移除第二個元素不能是 animalList.RemoveAt(1);
19 animalList.Remove(huaHua);//Remove是指移除指定的元素，注意這裏不能animalList.Remove(new Cat("花花"));這樣寫查找不到，由於new之後又是另外一個實例了（另外一隻同名的貓而已）
20 
21 //移除元素後的返回結果以下：
22 Console.WriteLine("執行移除後的返回結果:");
23 foreach (Animal animal in animalList)
24 {
25     animal.Shout();
26 }
27 Console.ReadLine();

返回結果：

2.4集合ArrayList的缺點

集合ArrayList相比數組有這麼多好處，可是他也是有不少缺點的

A.ArrayList並不是類型安全

ArrayList不論什麼類型都接受，實際是接受一個object類型。

好比以下操做：

ArrayList ar = new ArrayList();
ar.Add(111);
ar.Add("bbb");

咱們使用foreach遍歷的時候   foreach(int array in ar){}那麼遇到」bbb」則程度報錯，所以咱們說他是非安全類型。

B.遍歷ArrayList資源消耗大

所以類型的非安全，咱們在使用ArrayList的時候，就意味着增長一個元素，就須要值類型轉換爲Object對象。遍歷的時候，又須要將Object轉爲值類型。

就是裝箱(boxing,指將值類型轉換爲引用類型)和拆箱（unboxing,指將引用類型轉換爲值類型）

因爲裝箱了拆箱頻繁進行，須要大量計算，所以開銷很大。如此說來還不如數組來的方便。咱們只能說各有利弊，小夥伴們不要急，.net的設計者在2.0之後的版本中爲咱們解決了上述後顧之憂，那就是下一節要說的泛型。

3.要點：

A.數組是一種數據結構，包含有同類型的多個元素

B..集合是.net中提供數據存儲和檢索的專用類

C.ArrayList是按需分配自動增長的實現IList接口的數組

D.集合和數組各有優缺點，數組定義須要預先指定大小，而集合雖然不須要事先指定，可是存在類型安全和資源消耗過大的缺陷。

使用泛型能夠解決上面的問題。

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