集合(collection)提供了一種結(jié)構(gòu)化組織任意對(duì)象的方式,而且我們?cè)缇椭兰显谌粘>幊坦ぷ髦械闹匾浴?NET類庫提供了豐富的集合數(shù)據(jù)類型,其種類之繁多甚至使許多人看得眼都花了,這些集合對(duì)象都具有各自的專用場合。不管怎么說,更多的選擇也就意味著更高的靈活性,但同時(shí)也意味著更高的復(fù)雜性。因此,對(duì)集合各個(gè)類型的用途和使用條件具有適度的了解是完全必要的。下面就請(qǐng)隨我進(jìn)行一場.NET集合之旅吧!
.NET集合定義
從.NET的角度看,所謂的集合可以定義為一種對(duì)象,這種對(duì)象實(shí)現(xiàn)一個(gè)或者多個(gè)System.Collections.ICollection、System.Collections.IDictionary和System.Collections.IList接口。這一定義把System.Collections名稱空間中的“內(nèi)置”集合劃分成了三種類別:
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有序集合:僅僅實(shí)現(xiàn)ICollection接口的集合,在通常情況下,其數(shù)據(jù)項(xiàng)目的插入順序控制著從集合中取出對(duì)象的的順序。System.Collections.Stack和
System.Collections.Queue類都是ICollection集合的典型例子。
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索引集合:實(shí)現(xiàn)Ilist的集合,其內(nèi)容能經(jīng)由從零開始的數(shù)字檢索取出,就象數(shù)組一樣。System.Collections.ArrayList對(duì)象是索引集合的一個(gè)例子。
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鍵式集合:實(shí)現(xiàn) IDictionary
接口的集合,其中包含了能被某些類型的鍵值檢索的項(xiàng)目。IDictionary集合的內(nèi)容通常按鍵值方式存儲(chǔ),可以用枚舉的方式排序檢索。
System.Collections.HashTable類實(shí)現(xiàn)了IDictionary 接口。
正如你看到的那樣,給定集合的功能在很大程度上受到特定接口或其實(shí)現(xiàn)接口的控制。如果你對(duì)面向?qū)ο缶幊倘狈α私?,那么你可能?duì)上面說的這些話感到難以理解。不過你至少應(yīng)該知道,以接口這種方式構(gòu)造對(duì)象的功能不但造就了具有整套類似方法的對(duì)象族,而且還能讓這些對(duì)象在必要的情況下可以當(dāng)作同類,以O(shè)OP(面向?qū)ο缶幊蹋┑男g(shù)語來說,這就是大名鼎鼎的多態(tài)性技術(shù)。
System.Collections概述
System.Collections名稱空間包含了在你的應(yīng)用程序中可以用到的6種內(nèi)建通用集合。另一些更為專業(yè)化的集合則歸屬于System.Collections.Specialized,在某些情況下你會(huì)發(fā)現(xiàn)這些專用集合也是非常有用的。加上一些異常(exception)類,這些專業(yè)化集合在功能上和內(nèi)建集合是類似的?,F(xiàn)在就讓我們審視一下通用集合以及少量的不太富于專業(yè)化的集合。
堆棧和隊(duì)列
System.Collections.Stack 和 System.Collections.Queue 類,兩者僅僅實(shí)現(xiàn)了ICollection
接口,按照存儲(chǔ)項(xiàng)目加到集合的順序保存System.Object類型的項(xiàng)目。對(duì)象只能按其加入順序從集合中檢索:堆棧是后進(jìn)先出,而隊(duì)列則是先進(jìn)先出。通常情況下,你在以下場合可以考慮采用以上這些集合:
ArrayList
System.Collections.ArrayList類,僅僅實(shí)現(xiàn)
Ilist,最適合描述為一種正常數(shù)組和集合的混合類型。ArrayList按照項(xiàng)目被加入集合的順序存儲(chǔ)項(xiàng)目。每個(gè)項(xiàng)目都被分配一個(gè)索引標(biāo)識(shí)符而且能由關(guān)聯(lián)它們的索引數(shù)字以任何順序被檢索。當(dāng)新項(xiàng)目加入集合時(shí)會(huì)擴(kuò)大ArrayList從而令其相比普通數(shù)組更具靈活性。然而,ArrayList負(fù)載比傳統(tǒng)數(shù)組更大而且沒有實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的類型化,也就可以接受任何轉(zhuǎn)換為System.Object的對(duì)象(換句話說,對(duì)什么東西都來者不拒)。
SortedList
System.Collections.SortedList,它實(shí)現(xiàn)了IDictionary和ICollection接口,是最基本的排序集合,與Vb6下的Collection對(duì)象非常類似。SortedList存儲(chǔ)對(duì)象并按照關(guān)聯(lián)的鍵值對(duì)這些存儲(chǔ)對(duì)象排序。它們也是同時(shí)支持索引數(shù)字和鍵對(duì)象檢索的唯一內(nèi)建的.NET集合。
HashTable
強(qiáng)有力的System.Collections.HashTable集合實(shí)現(xiàn)了IDictionary 和
Icollection,能用來存儲(chǔ)多種類型的對(duì)象連同關(guān)聯(lián)的唯一字符串鍵值。在HashTable集合中的項(xiàng)目按照源自其鍵值的哈希代碼所確定的順序存儲(chǔ)。集合內(nèi)每個(gè)對(duì)象的鍵值都必須唯一,而其哈希代碼則不一定唯一。
什么是哈希代碼?哈希代碼實(shí)質(zhì)上就是從一快數(shù)據(jù)中消除所有冗余部分之后的結(jié)果,它主要起到對(duì)數(shù)據(jù)輔助分類或排序的作用。
當(dāng)某個(gè)項(xiàng)目加入集合時(shí),HashTable即調(diào)用鍵值的GetHashCode方法,由于所有的類都是從System.Objec繼承的,所以調(diào)用該方法即可確定該類的哈希代碼并且按該代碼排序存儲(chǔ)。你可以強(qiáng)迫使用定制的哈希函數(shù),方法有二,一是重載類的GetHashCode方法,二是向HashTable構(gòu)造器傳遞實(shí)現(xiàn)了System.Collections.IHashcodeProvider接口的對(duì)象,在這種情況下,該對(duì)象將用于為所有加入集合的鍵值產(chǎn)生哈希代碼。
從性能的角度看,因?yàn)殒I值搜索僅限于具有同樣哈希代碼的鍵值,所以HashTable能夠很快地從集合中檢索任意一個(gè)元素,從而減少了必須通過檢查以發(fā)現(xiàn)匹配的鍵值的數(shù)量。然而,因?yàn)椴迦氲郊现械拿總€(gè)對(duì)象-鍵值對(duì)都必須產(chǎn)生相應(yīng)的哈希代碼,所以項(xiàng)目插入的代價(jià)就有點(diǎn)高了。因此,HashTable主要運(yùn)用在按照任意鍵值反復(fù)檢索大量相對(duì)靜態(tài)的數(shù)據(jù)這一場合下。
ListDictionary 和 HybridDictionary
ListDictionary 和 HybridDictionary
類歸屬于System.Collections.Specialized。它們都在按照唯一鍵值的原則來組織項(xiàng)目,而且都實(shí)現(xiàn)了 IDictionary 和
ICollection
。ListDictionary在內(nèi)部以鏈表的方式存儲(chǔ)項(xiàng)目,建議用在不會(huì)增長超過10個(gè)項(xiàng)目的集合中。HybridDictionary采用一個(gè)內(nèi)部鏈表(實(shí)際上就是ListDictionary)作為小集合,當(dāng)集合變得足夠大(超過10個(gè)項(xiàng)目)以至于鏈表實(shí)現(xiàn)效率降低時(shí)就會(huì)轉(zhuǎn)換為HashTable。
StringCollection 和 StringDictionary
System.Collections.Specialized.StringCollection 和
System.Collections.Specialized.StringDictionary 都對(duì)存儲(chǔ)字符串的集合進(jìn)行了優(yōu)化。
StringCollection實(shí)現(xiàn)了 IList 和 ICollection
而且實(shí)質(zhì)上就是ArrayList,只不過實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)烈的類型化僅僅接受字符串而已。StringCollection最理想的應(yīng)用場合是經(jīng)常更新或增加的少量數(shù)據(jù),而StringDictionary則最適用于不經(jīng)常增加項(xiàng)目到諸如HashTable之類集合中的大量數(shù)據(jù)。
NameValueCollection
System.Collections.Specialized.NameValueCollection最有趣的地方在于它能包含關(guān)聯(lián)同一鍵值的多個(gè)項(xiàng)目,這正是它與其他內(nèi)建集合的差別所在。除此以外,它在功能上類似HashTable,按照源自每一項(xiàng)目鍵值的哈希代碼對(duì)項(xiàng)目排序從而也具有類同的優(yōu)缺點(diǎn)。
存在的問題
如果說由 .NET
類庫所提供的內(nèi)建集合也存在問題的話,那多半是它們幾乎都在內(nèi)部把項(xiàng)目存儲(chǔ)為System.Object.類型。從最大靈活性的角度看那是一個(gè)好想法,但同時(shí)也給采用這些通用集合的程序員提出了一些問題。首先,只要你把一個(gè)新項(xiàng)目加到集合中去,運(yùn)行時(shí)就必須實(shí)施類型轉(zhuǎn)換操作(創(chuàng)建值類型的索引以便可以當(dāng)作對(duì)象引用)。這是一種低效的操作而且在處理大型集合時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)可觀的性能問題。其次,只要你訪問通用集合中的一個(gè)項(xiàng)目,該項(xiàng)目都將作為System.Object類型被返回,這就意味著你不得不把它轉(zhuǎn)換為真實(shí)的類型才能對(duì)其進(jìn)行有意義的操作。 責(zé)任編輯:炒飯
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