C#容器類，接口，性能詳解介紹

1 indexer

　　[]宣告的變數必須是固定長度的，即長度是靜態的；object[] objectArray = new object[10] ;
objectArray是淺複製，即只在memory中給其賦一個位址值，此時每一item此時都是null引用；

　　#應用範例

     AdjustablePanel[] adjustPanelArrays = new AdjustablePanel[12];     
     foreach (Control ultraControl in this.Controls)
            {                if (ultraControl.GetType() == typeof(UltraGrid) ||
                 ultraControl.GetType() == typeof(UltraChart) ||   ultraControl.GetType() == typeof(Panel))
                {                //adjustPanelArrays[index]此时为null，因此会出现null引用bug
                    adjustPanelArrays[index].Controls.Add(ultraControl); 
                }
            }

2 Array

　　提供建立、操作、搜尋和排序#數組的方法，因而在公共語言運行時用作所有數組的基類。 長度是固定的，不能按需動態增加；Array 是抽象類，不能使用 new Array 建立；GetValue回傳的是object類型。

            Array myArray = Array.CreateInstance(typeof(int),3);
            myArray.SetValue(1,0);
            myArray.SetValue(2,1);
            myArray.SetValue(3,2);            //GetValue返回的是object类型，需要进行类型提升为int
            int val2 = (int)myArray.GetValue(2);

3 ArrayList

　　使用大小可按需動態增加的陣列實作 IList 接口，並且是針對任意型別。

            ArrayList al = new ArrayList();
            ArrayList arrayList = new ArrayList();
            al.Add("qaz");
            al.Add(1);
            al.Add(new List<object>());            
            string str = (string)al[0];            
            int intval = (int)al[1];
            List<object> objs = (List<object>)al[2];

總結
　　 [], Array 編譯前需要已知長度，是靜態的，類型需要唯一確定的，Array是抽象類，創建需要Array. CreateInstance();
　　 ArrayList 編譯時長度未知，是動態的，並且添加的元素可以是不同的類型。

4 List-APIs

4-1 簡介

List是一個泛型類，實作了介面IList，透過內部使用一個size動態調整的陣列來顯示外部的介面。

4-2 增加元素

實作新增一個元素

Add(obj)

批次新增元素到清單中：

AddRange(objList)

範例：

        private List<int> intList = new List<int>();        public void AddApi()
        {
            intList.Add(10); //添加1个元素
            intList.AddRange(new List<int>() { 5, 1, 1, 2, 2, 3 }); //批量添加元素
        }

將集合中的某個元素插入指定索引處

void Insert(int index, T item);

void InsertRange(int index, IEnumerable《T》 collection)

4-3移除元素

#假定intList是一個List類型，初始值為{10,5,1,1, 2,2,3}。執行:

intList.Remove(1);

從intList移除特定物件的第一個符合項目。移除元素1後，intList = {10,5,1,2,2,3}；

移除某一範圍的元素：

intList.RemoveRange(0, 2);

intList = {2,2,3 };

移除所有重複元素後：intList = {3}；

            intList.RemoveAll(removeDuplicateElements); 
            intList.RemoveAll(i =>
            {                List<int> elementList = intList.FindAll(r => r.Equals(i));                if (elementList != null && elementList.Count > 1)                    return true;                return false;
            });

在上述判斷某個元素是否存在時，例如移除某個元素時，需要用到相等比較器。如果類型T實作了IEquatable 泛型接口，相等比較器就是Equals(T) 方法; 否則, 預設的相等比較器是Object.Equals(Object).

下面看一個不是預設的比較器，實作介面的例子：

    public class MyObject
    {        public int Value { get; set; }        
    public MyObject(int value)
        {            this.Value = value;
        }
    }    //实现接口IEquatable<MyObject>
    public class MyObjectCollection : IEquatable<MyObject>
    {        private List<MyObject> _myObjects = new List<MyObject>()
        {            new MyObject(3),            
        new MyObject(4),            
        new MyObject(3),            
        new MyObject(2),           
         new MyObject(3)
        };        //删除所有重复的元素
        public void RemoveDuplicates()
        {
            _myObjects.RemoveAll(Equals); 
        }        public List<MyObject> MyObjects
        {            get
            {                return _myObjects;
            }
        } 

        public bool Equals(MyObject other)
        {
            MyObject duplicate = _myObjects.Find(r => r.Value == other.Value);            
            if (duplicate != null && duplicate!=other)                
            return true;            
            return false;
        }
    }

這裡實作了Equals(object)，但是Remove(test)暫時是失敗的，以後找原因。

4-4找出元素

確定某元素是否在List 中。

bool Contains(obj)

確定是否包含與指定謂詞所定義的條件相符的元素。

bool Exists(Predicate<T> match)

搜尋與指定謂詞所定義的條件相符的元素，並傳回第一個符合元素。

T Find(Predicate<T> match)

檢索與指定謂詞定義的條件相符的所有元素。

List<T> FindAll(Predicate<T> match)

搜尋與指定謂詞所定義的條件相符的元素，並傳回第一個符合元素的從零開始的索引

int FindIndex(Predicate<T> match)

搜尋與指定謂詞所定義的條件相符的元素，並傳回從指定索引到最後一個元素的元素範圍內第一個符合項目的從零開始的索引。

int FindIndex(int startIndex, Predicate<T> match)

搜尋與指定謂詞所定義的條件相符的元素，並傳回從指定的索引開始並包含指定元素數量的元素範圍內的第一個符合項目的零始索引

int FindIndex(int startIndex, int count, Predicate<T> match)

T FindLast(Predicate<T> match)

int FindLastIndex(Predicate<T> match)

int FindLastIndex(int startIndex, Predicate<T> match)

int FindLastIndex(int startIndex, int count, Predicate<T> match)

搜尋指定的對象，並傳回第一個符合項目的從零開始的索引

int IndexOf(T item)

搜尋指定的對象，並傳回從指定索引到最後一個元素的元素範圍內第一個符合項目的從零開始的索引

int IndexOf(T item, int index)

int IndexOf(T item, int index, int count)

搜尋指定的對象，並傳回最後一個符合項目的從零開始的索引。

int LastIndexOf(T item)

int LastIndexOf(T item, int index)

int LastIndexOf(T item, int index, int count)

4-5二分查找

使用預設的比較器在整個已排序的List中搜尋元素，並傳回該元素從零開始的索引。

 int BinarySearch(T item);

使用指定的比較器在整個已排序的List中搜尋元素，並傳回該元素從零開始的索引。

int BinarySearch(T item, IComparer<T> comparer)

int BinarySearch(int index, int count, T item, IComparer<T> comparer)

4-6排序

使用預設比較器對整個List中的元素進行排序。

void Sort()

使用指定的 System.Comparison 對整個 List中的元素進行排序。

void Sort(Comparison<T> comparison)

使用指定的比較器對List中的元素進行排序。

void Sort(IComparer<T> comparer)

void Sort(int index, int count, IComparer<T> comparer)

4-7效能分析

#AddO(1)或O(n)InsertO(n)RemoveO(n)GetAnItemO( 1)SortO(nlogn)，最壞O(n^2)FindO(n)

4-8 附使用陷阱点：

1 list.Min() 和 list.Max() 和 Average()等Linq方法，当list元素个数为0，则会出现“序列不包含任何元素”的异常。

2 object.ToString() 使用前要检测object是否为null。

3 Foreach遍历时，迭代器是不允许增加或删除的。例如：  

 public List<MDevice> GetNormalDevices(List<MDevice> devices)
    {
        rtnDevices = devices;        foreach (var device in devices)
        {            var tmpdevices = bslMDevice.GetMDeviceByDeviceCode(device.DeviceCode);            
        if (!devices[0].IsNormal)
            {            //这是非法的，因为移除rtnDevices列表的一个元素，等价于移除devices列表。
                rtnDevices.Remove(device); 
            }
        }
    }

5 SortedList

5-1 SortedList简介

Sorted表明了它内部实现自动排序，List表明了它有点像List，可以通过index访问集合中的元素。

5-2 内部实现机理

一个SortedList对象内部维护了2个数组，以此来存储元素，其中一个数组用来存放键（keys），另一个存放键关联的值（values）。每一个元素都是键值对（key/value pair）。key不能是null，value可以。

5-3 总结API

5-3-1 Capacity

一个SortedList对象的容量是SortedList能容纳的元素数，这个值是动态变化，自动调整的。如下所示：

SortedList mySL = new SortedList();
mySL.Add("Third", "!");
mySL.Add("Second", "World");
mySL.Add("First", "Hello");
Console.WriteLine( "mySL" );
Console.WriteLine( "  Capacity: {0}", mySL.Capacity );

此时Capacity: 16

如果添加到mySL中的元素增多，相应的Capacity会相应的自动变大。

5-3-2 访问元素

通过index访问

SortedList对象要想通过index访问，需要使用构造函数SortedList() 或 SortedList(IComparer icompared)。

SortedList sortedList = new SortedList();
sortedList.Add(3,"gz");
sortedList.Add(9, "lhx");
sortedList.Add(3, "gz");object getByIndex = sortedList.GetByIndex(2);

通过key访问

SortedList对象要想通过key访问，需要使用带有TKey,TValue的泛型构造函数。

SortedList<int,string> sortedList = new SortedList<int,string>();
sortedList.Add(3,"gz");
sortedList.Add(9, "lhx");object getByIndex = sortedList[3];

5-3-3排序

SortedList有一种默认的比较顺序，比如下面的代码：

SortedList<int,string> sortedList = new SortedList<int,string>();
sortedList.Add(9,"gz");
sortedList.Add(3, "lhx");

结果是 sortedList中第一个对是3,”lhx”

如果不想按照默认的排序顺序，需要自己在构造时定制一种排序顺序，如下面的代码：

实现排序接口

新建一个私有排序类，实现接口IComparer

private class ImplementICompare: IComparer<int>
  {      public int Compare(int x, int y)
      {          return x < y ? 1 : -1;
      }
  }

构造SortedList

ImplementICompare impleCompare = new ImplementICompare();
SortedList<int, string> sortedList = new SortedList<int, string>(impleCompare);
sortedList.Add(9,"gz");
sortedList.Add(3, "lhx");

按照键从大到小的顺序排序，结果是 sortedList中第一个对是9,”gz”

5-3-4 添加元素

用add接口实现添加某个元素到集合中，不允许重复添加相同键。

SortedList<int,string> sortedList = new SortedList<int,string>();
sortedList.Add(9,"gz");
sortedList.Add(3, "lhx");

5-3-5 移除元素

移除集合中指定元素Remove(object removedElement)；指定index处移除元素RemoveAt(int index)。

Remove(object)

SortedList mySL = new SortedList();
mySL.Add( "3c", "dog" );
mySL.Add( "2c", "over" );
mySL.Add( "3a", "the" );
mySL.Add( "3b", "lazy" );   
mySL.Remove( "3b" ); //sucessful to remove

SortedList<int, string> sortedList = new SortedList<int, string>();
sortedList.Add(9,"gz");
sortedList.Add(3, "lhx");bool removedFlag = sortedList.Remove(3); //true

ImplementICompare impleCompare = new ImplementICompare();
SortedList<int, string> sortedList = new SortedList<int, string>(impleCompare);
sortedList.Add(9,"gz");
sortedList.Add(3, "lhx");bool removedFlag = sortedList.Remove(3); //false

这是需要注意的一个地方，构造器带有impleCompare实现了排序接口时，好像不能移除某个元素，需要待确认。

RemoveAt(int index)

SortedList sorted = new SortedList();
sorted.Add(9, "gz");
sorted.Add(3, "lhx");
sortedList.RemoveAt(1); //在排序后的位置移除，sortedList的一个对的键 为3，第二个对的键为9，因此移除了9这个键值对

5-4 性能

一个SortedList的操作相比Hashtable对象是要慢些的，由于它实现了排序功能。但是，SortedList提供了访问的方便性，由于既可以通过index，也可以通过key去访问元素。

6 .net容器相关接口

#操作	##  時間複雜度

接口	描述
IEnumerable	实现foreach语句需要实现此接口，接口方法GetEnumerator返回枚举器。
ICollection	方法：Count属性，CopyTo(Array),Add, Remove, Clear
IList	定义了indexer,Insert, RemoveAt方法，继承ICollection
ISet	方法：求并集，交集，继承于ICollection
IDictionary	有key和value的集合实现
ILookup	类似上，允许multiple values with one key.
IComparer	comparer实现，排序比较的规则
IEqualityComparer	对象be compared for equality另一个对象
IProducerConsumerCollection	thread-safe collection classes

7 介面UML

8 各個容器時間複雜度

集合類型	Add	Insert	Remove	Item	Sort	Find
List	O(1)或O(n)	O(n)	O(n)	O(1)	O(nlogn)	O(n)
#Stack	O(1)或O(n)	不適用	pop() O(1)	不適用	不適用	不適用
#Queue	O(1)或O(n)	不適用	O(1)	不適用	不適用	不適用
HashSet	O(1)或O(n)	O(1)或O(n)	O(1)	不適用	不適用	不適用
LinkedList	O(1)	O(1)	O(1)	O(n)	不適用	O(n)
#Dictionary	O(1)或O(n)	不適用	O(1)	O(1)	不適用	不適用
SortedDictionary	O(logn)	#不適用	O(logn)	O (logn)	不適用	不適用
#SortedList	O(logn)

#################################### ##不適用######O(n)######O(logn)#######不適用######不適用########## ##### 以上就是C#容器類，接口，效能詳解介紹的內容，更多相關內容請關注PHP中文網（www.php.cn）！ ##########