第6章--数组和集合

第6章数组和集合•数组是C#程序设计中最常使用的类型之一。•数组能够按一定规律把相关的数据组织在一起，能通过“索引”或“下标”快速地管理这些数据。•集合是指一组类似的对象。在C#中，任意类型的对象都可以放入一个集合中，并将其视为Object类型。•C#开发大量使用集合的原因在于：一方面，世界中的很多问题需要使用集合来描述；另一方面，C#提供了强大的集合操作能力。•本章将介绍有关数组和集合的概念和应用。6.1数组•数组（Array）是一组相关数据的集合，在C#中应用较为广泛。本节将介绍数组的概念及应用。•6.1.1数组简介•“需购物品”清单：油、盐、酱、醋、毛毛熊。它规律地列出了其内部的数据，且其内部数据具有相同的性质。•在C#中，可以称这样一个清单为数组：string[]myStrArr={油,盐,酱,醋,毛毛熊};6.1.1数组简介•数组即一组数据，把一系列数据组织在一起，成为一个可操作的整体。•在数组中的每一个元素对应排列次序下标。当使用其中的某个元素时，可以直接利用这个次序下标，例如：1.for(inti=0;imyStrArr.Length;i++)2.{3.Console.WriteLine(item{0}:{1},i,myStrArr[i]);4.}•将输出数组myStrArr中所有的元素。6.1.2创建数组•C#中的数组分为三种：一维数组、多维数组、交错数组。•一维数组：数组中的每个数据都只有一个元素。•例：int[]a=newint[10];//整数数组string[]s=newstring[20];//字符串数组String[]t=newString[30];//字符串类数组int[]b=newint[]{2,4,6};//3个元素的数组int[]c=newint[3]{2,4,6};//3个元素的数组6.1.2创建数组•多维数组：每个数据都由多个元素组成。例：int[,]a=newint[3,5];//整数数组。3行5列•数组形状如下图所示：***************•其他例：string[,,]s=newstring[2,3,5];//2*3*5维int[,]b=newint[,]{{1,3,5},{2,4,6}};//2行3列•多维数组特征：每维(如行、列、……)的长度相同。•交错数组：每维(如行、列、……)的长度可不相同。6.1.2创建数组•交错数组：各个维度长度不同的多维数组，也称为“数组的数组”。例：int[][]a=newint[3][];//3行?列a[0]=newint[5];//该行有5列a[1]=newint[4];//该行有5列a[2]=newint[2];//该行有2列•数组形状如下图所示：***********6.1.3访问数组(读、写)•通过下标定位元素：int[]b=newint[]{2,4,6};//3个元素的数组for(inti=0;i3;i++)Console.WriteLine(b[i]);•使用GetValue(读)/SetValue(写)：int[]b=newint[3]{2,4,6};//3个元素的数组b.SetValue(89,2);//下标为2的元素修改为89for(inti=0;i3;i++)Console.WriteLine(b.GetValue(i));•获得数组下标(索引)的边界：GetLowerBound()：下标最小值GetUpperBound()：下标最大值6.1.4数组排序•数组排序：是指按照一定的排序规则，如递增或递减规则，重新排列数组中的所有元素。•可以使用Array类的Sort方法完成这个功能。Sort方法有多种重载方式，常用的形式如下：publicstaticvoidSort(Arrayarray);•其中，参数array为待排序的数组。•下面的示例首先定义了一个数组，含有元素{5,4,3,2,1}，然后利用Sort方法对其排序：6.1.4数组排序•publicvoidtest1()•{•int[]myArr={5,4,3,2,1};//定义数组•//输出原始数组：原始数组:5-4-3-2-1-•Console.WriteLine(原始数组:);•for(inti=0;imyArr.Length;i++)•Console.Write({0}-,myArr[i]);•Array.Sort(myArr);//对数组排序•//并输出排序后的数组：1-2-3-4-5-•Console.WriteLine(排序以后数组:);•for(inti=0;imyArr.Length;i++)•Console.Write({0}-,myArr[i]);•}6.1.5数组应用的实例•本节将利用上一章和本章所介绍的字符串和数组操作技术，实现一个完整的示例：我的书房之图书排序。其功能为按照一定的排列顺序显示一系列图书信息。•书名价格作者–我的2010,20,王–家庭烹饪技术,18.23,张–西方哲学史,34.99,周–三侠五义,11.45,吴–象棋23式,122.50,鲍“•课本P88程序代码。6.2集合•数组是一种非常有用的数据结构，但是数组也具有严重的局限性：–数组元素的数据类型必须相同–在创建数组时必须知道有多少个元素，对应用程序来说，还需要通过循环索引来访问这些元素。•C#提供了集合，通过它来管理数据将更为方便。6.2.1集合的概念•集合是通过高度结构化的方式存储任意对象的类。•集合不仅能随意调整大小，而且对存储或检索存储在其中的对象提供了更高级的方法。•集合可以把一组类似的类型化对象组合在一起。•对于一个Object类型的集合来说，可能需要单独对各元素执行附加的处理，例如，装箱、拆箱或转换等。6.2.2集合类•常用集合包括数组、列表、哈希表、字典、队列和堆栈等基本类型，还包括有序列表、双向链表和有序字典等派生集合类型。常用的集合类见下表。集合含义Array数组List列表ArrayList动态数组Hashtable哈希表Dictionary字典（键/值对集合）Queue队列Stack栈SortedList有序键/值对列表LinkedList双向链表SortedDictionary有序字典6.2.3ArrayList动态数组类•ArrayList是一种较为复杂的数组，其实现了可变大小的一维数组。•1．创建ArrayListArrayListarr1=newArrayList();//创建动态数组。初始容量默认为16。ArrayListarr2=newArrayList(100);//创建容量为100的动态数组。•注意：在C#中，数组也是属于集合的一种。这里的集合跟数学意义上的集合不同！6.2.3ArrayList动态数组类•2．添加元素–Add：添加一个元素。–AddRange：添加多个元素。•3．删除元素–Remove：删除第一个匹配元素。–RemoveAt：删除指定元素。–RemoveRange：删除多个元素。•4．查找元素–BinarySearch：二分查找。6.2.4遍历列表•1．使用foreach语句遍历列表是指访问一遍列表中的所有元素，可以使用foreach语句完成这个功能。•2．使用GetEnumerator方法除了foreach之外，还可以使用ArrayList的GetEnumerator方法实现列表的遍历。形式如下：publicvirtualIEnumeratorGetEnumerator();GetEnumerator方法返回整个ArrayList的枚举数对象IEnumerator。这个对象可以得到一个集合对象的所有元素，其最主要的属性为Current，用于获取集合中的当前元素。6.4队列•队列（Queue）：先进先出表。•入队操作Enqueue和出队操作Dequeue。6.4.1创建队列•利用Queue的构造函数创建一个新的队列，常用的形式包括以下几种：•（1）publicQueue()•（2）publicQueue(intcapacity)•（3）publicQueue(intcapacity,floatgrowFactor)•参数capacity可以指定所创建列表的初始容量，如果不指定，则初始容量为.NET的默认值32。而参数growFactor则指定当队列满后容量的增长率，新容量等于当前容量与growFactor的乘积，默认值为2.0。6.4.2元素入队•Enqueue实现向一个元素的入队操作。语法：publicvirtualvoidEnqueue(objectobj);•下面的示例中，首先定义了一个队列queue1，然后使用Enqueue方法，向其中添加了3个元素，其中第一个为字符串对象“Hello”，第二个为一个整数对象1，第3个为整型数组arr1。•1.Queuequeue1=newQueue();•3.//字符串：Hello入队•4.objectitem=newobject();•5.item=Hello;•6.queue1.Enqueue(item);•7.//整数：1入队•8.item=1;•9.queue1.Enqueue(item);•10.//数组：arr1={1,2,3}入队•11.int[]arr1=newint[]{1,2,3};•12.queue1.Enqueue(arr1);6.4.3元素出队•Dequeue实现一个元素的出队操作。语法：publicvirtualobjectDequeue();•下面的示例中，首先定义了一个队列queue1，然后使用Enqueue方法，依次入队3个元素。然后再使用Dequeue方法，输出所有的元素。注意，这个输出的顺序和入队的顺序是一致的。•1.Queuequeue1=newQueue();•3.//依次入队：Hello、1、{1,2,3}•4.queue1.Enqueue(Hello);•5.queue1.Enqueue(1);•6.queue1.Enqueue(newint[]{1,2,3});•8.//通过出队操作，队列元素输出顺序与入队的顺序一致•9.objectoutItem=newobject();•10.while(queue1.Count0)•11.{•12.outItem=queue1.Dequeue();•13.Console.WriteLine({0},outItem);•14.}6.5堆栈•堆栈（Stack）：后进先出表。•最主要的方法为入栈操作Push和出栈操作Pop。6.5.1创建堆栈•利用Stack的构造函数创建一个新的堆栈，常用的形式包括：•（1）publicStack();•（2）publicStack(intcapacity)。•参数capacity可以指定所创建列表的初始容量。如果不指定，则初始容量为.NET的默认值10。当堆栈中的元素达到其最大容量时，容量将自动增加一倍。下面的代码创建了两个堆栈对象：•1.StackStack1=newStack();•2.StackStack2=newStack(100);6.5.2元素入栈•通过Push实现一个元素的入栈操作语法：publicvirtualvoidPush(objectobj);•下面的示例中，首先定义了一个堆栈Stack1，然后使用Push方法，向其中添加了3个元素，其中第一个为字符串对象“Hello”，第二个为一个整数对象1，第3个为整型数组arr1。•1.Stackstack1=newStack();•3.//字符串：Hello入栈•4.objectitem=newobject();•5.item=Hello;•6.stack1.Push(item);•7.//整数：1入栈•8.item=1;•9.stack1.Push(item);•10.//数组：arr1={1,2,3}入栈•11.int[]arr1=newint[]{1,2,3};•12.stack1.Push(arr1);6.5.3元素出栈•通过St