🗊Презентация Коллекции и классы-прототипы. Обобщения

Обобщения  Начиная с версии .NET 2.0, язык программирования C# был расширен поддержкой средства, которое называется обобщением (generic). Термин обобщение означает параметризированный тип.

Пример

Свойства обобщений Безопасность Обобщения автоматически обеспечивают типовую безопасность всех операций. Повторное использование двоичного кода "Разбухание" кода Поскольку определение обобщенного класса включается в сборку, создание на его основе конкретных классов специфических типов не приводит к дублированию кода в IL.

Ограничение обобщений Указывая параметр типа, можно наложить определенное ограничение на этот параметр. class имя_класса<параметр_типа> where параметр_типа : ограничения { // ... class MyObj<T> where T : MyClass, IMyInterface, new() { // ...

Коллекции В C# коллекция представляет собой совокупность объектов. В среде .NET Framework имеется немало интерфейсов и классов, в которых определяются и реализуются различные типы коллекций. Основной для большинства коллекций является реализация интерфейсов IEnumerable и IEnumerator. Благодаря такой реализации мы можем перебирать объекты в цикле foreach.

Коллекции Коллекции упрощают решение многих задач программирования благодаря тому, что предлагают готовые решения для создания целого ряда типичных, но порой трудоемких для разработки структур данных. Например, в среду .NET Framework встроены коллекции, предназначенные для поддержки динамических массивов, связных списков, стеков, очередей и хеш-таблиц. Коллекции являются современным технологическим средством, заслуживающим пристального внимания всех, кто программирует на C#. Первоначально существовали только классы необобщенных коллекций. Но с внедрением обобщений в версии C# 2.0 среда .NET Framework была дополнена многими новыми обобщенными классами и интерфейсами. Благодаря введению обобщенных коллекций общее количество классов и интерфейсов удвоилось. Вместе с библиотекой распараллеливания задач (TPL) в версии 4.0 среды .NET Framework появился ряд новых классов коллекций, предназначенных для применения в тех случаях, когда доступ к коллекции осуществляется из нескольких потоков. Нетрудно догадаться, что прикладной интерфейс Collections API составляет значительную часть среды .NET Framework.

Типы коллекций Необобщенные коллекции Реализуют ряд основных структур данных, включая динамический массив, стек, очередь, а также словари, в которых можно хранить пары "ключ-значение". Классы и интерфейсы необобщенных коллекций находятся в пространстве имен System.Collections. Специальные коллекции Оперируют данными конкретного типа или же делают это каким-то особым образом. Специальные коллекции объявляются в пространстве имен System.Collections.Specialized. Поразрядная коллекция В прикладном интерфейсе Collections API определена одна коллекция с поразрядной организацией — это BitArray. Коллекция типа BitArray поддерживает поразрядные операции объявляется в пространстве имен System.Collections. Обобщенные коллекции Обеспечивают обобщенную реализацию нескольких стандартных структур данных, включая связные списки, стеки, очереди и словари. Обобщенные коллекции объявляются в пространстве имен System.Collections.Generic. Параллельные коллекции Поддерживают многопоточный доступ к коллекции. Это обобщенные коллекции, определенные в пространстве именSystem.Collections.Concurrent.

Необобщенные коллекции ICollection: является основой для всех необобщенных коллекций, определяет основные методы и свойства для всех необобщенных коллекций (например, метод CopyTo и свойство Count). Данный интерфейс унаследован от интерфейса IEnumerable, благодаря чему базовый интерфейс также реализуется всеми классами необобщенных коллекций IList: позволяет получать элементы коллекции по порядку. Также определяет ряд методов для манипуляции элементами. IComparer: определяет метод int Compare(object x, object y) для сравнения двух объектов IDictionary: определяет поведение коллекции, при котором она должна хранить объекты в виде пар ключ-значение IDictionaryEnumerator: определяет методы и свойства для перечислителя словаря IEqualityComparer: определяет два метода Equals и GetHashCode, с помощью которых два объекта сравниваются на предмет равенства IStructuralComparer: определяет метод Compare для структурного сравнения двух объектов: при таком сравнении сравниваются не ссылки на объекты, а непосредственное содержимое объектов IStructuralEquatable: позволяет провести структурное равенство двух объектов. Как и в случае с интерфейсом IStructuralComparer сравнивается содержимое двух объектов

Классы необобщенных коллекций ArrayList: класс простой коллекции объектов. Реализует интерфейсы IList, ICollection, IEnumerable BitArray: класс коллекции, содержащей массив битовых значений. Реализует интерфейсы ICollection, IEnumerable Hashtable: класс коллекции, представляющей хэш-таблицу и храняющий набор пар "ключ-значение" Queue: класс очереди объектов, работающей по алгоритму FIFO("первый вошел -первый вышел"). Реализует интерфейсы ICollection, IEnumerable SortedList: класс коллекции, хранящей наборы пар "ключ-значение", отсортированных по ключу. Реализует интерфейсы ICollection, IDictionary, IEnumerable Stack: класс стека

ArrayList Предназначен для хранения разнотипных объектов(int, bool, string, decimal)

Обобщенные коллекции Классы обобщенных коллекций находятся в пространстве имен System.Collections.Generic. Рассмотрим основные интерфейсы обобщенных коллекций: IEnumerable<T>: определяет метод GetEnumerator, с помощью которого можно получать элементы любой коллекции IEumerator<T>: определяет методы, с помощью которых потом можно получить содержимое коллекции по очереди ICollection<T>: представляет ряд общих свойств и методов для всех необобщенных коллекций (например, методы CopyTo, Add, Remove, Contains, свойство Count) IList<T>: предоставляет функционал для создания последовательных списков IComparer<T>: определяет метод Compare для сравнения двух однотипных объектов IDictionary<TKey, TValue>: определяет поведение коллекции, при котором она должна хранить объекты в виде пар ключ-значение IEqualityComparer<T>: определяет методы, с помощью которых два однотипных объекта сравниваются на предмет равенства

Классы обобщенных коллекций Эти интерфейсы реализуются следующими классами коллекций в пространстве имен System.Collections.Generic: List<T>: класс, представляющий последовательный список. Реализует интерфейсы IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T> Dictionary<TKey, TValue>: класс коллекции, хранящей наборы пар "ключ-значение". Реализует интерфейсы ICollection<T>, IEnumerable<T>, IDictionary<TKey, TValue> LinkedList<T>: класс двухсвязанного списка. Реализует интерфейсы ICollection<T> и IEnumerable<T> Queue<T>: класс очереди объектов, работающей по алгоритму FIFO("первый вошел -первый вышел"). Реализует интерфейсы ICollection, IEnumerable<T> SortedSet<T>: класс отсортированной коллекции однотипных объектов. Реализует интерфейсы ICollection<T>, ISet<T>, IEnumerable<T> SortedList<TKey, TValue>: класс коллекции, хранящей наборы пар "ключ-значение", отсортированных по ключу. Реализует интерфейсы ICollection<T>, IEnumerable<T>, IDictionary<TKey, TValue> SortedDictionary<TKey, TValue>: класс коллекции, хранящей наборы пар "ключ-значение", отсортированных по ключу. В общем похож на класс SortedList<TKey, TValue>, основные отличия состоят лишь в использовании памяти и в скорости вставки и удаления Stack<T>: класс стека однотипных объектов. Реализует интерфейсы ICollection<T> и IEnumerable<T>

Список List<T> Среди его методов можно выделить следующие: void Add(T item): добавление нового элемента в список void AddRange(ICollection collection): добавление с список коллекции или массива int BinarySearch(T item): бинарный поиск элемента в списке. Если элемент найден, то метод возвращает индекс этого элемента в коллекции. При этом список должен быть отсортирован. int IndexOf(T item): возвращает индекс первого вхождения элемента в списке void Insert(int index, T item): вставляет элемент item в списке на позицию index bool Remove(T item): удаляет элемент item из списка, и если удаление прошло успешно, то возвращает true void RemoveAt(int index): удаление элемента по указанному индексу index void Sort(): сортировка списка

Двухсвязный список LinkedList<T> Класс LinkedList<T> представляет двухсвязный список, в котором каждый элемент хранит ссылку одновременно на следующий и на предыдущий элемент. Если в простом списке List<T> каждый элемент представляет объект типа T, то в LinkedList<T> каждый узел представляет объект класса LinkedListNode<T>. Этот класс имеет следующие свойства: Value: само значение узла, представленное типом T Next: ссылка на следующий элемент типа LinkedListNode<T> в списке. Если следующий элемент отсутствует, то имеет значение null Previous: ссылка на предыдущий элемент типа LinkedListNode<T> в списке. Если предыдущий элемент отсутствует, то имеет значение null

Двухсвязный список LinkedList<T> Используя методы класса LinkedList<T>, можно обращаться к различным элементам, как в конце, так и в начале списка: AddAfter(LinkedListNode<T> node, T value): вставляет в список новый узел со значением value после узла node. AddBefore(LinkedListNode<T> node, T value): вставляет в список новый узел со значением value перед узлом node. AddFirst(T value): вставляет новый узел со значением value в начало списка AddLast(T value): вставляет новый узел со значением value в конец списка RemoveFirst(): удаляет первый узел из списка. После этого новым первым узлом становится узел, следующий за удаленным RemoveLast(): удаляет последний узел из списка

Двухсвязный список LinkedList<T>

Очередь Queue<T> У класса Queue<T> можно отметить следующие методы: Dequeue: извлекает и возвращает первый элемент очереди Enqueue: добавляет элемент в конец очереди Peek: просто возвращает первый элемент из начала очереди без его удаления

Очередь Queue<T> Queue<int> numbers = new Queue<int>();               numbers.Enqueue(3); // очередь 3             numbers.Enqueue(5); // очередь 3, 5             numbers.Enqueue(8); // очередь 3, 5, 8               // получаем первый элемент очереди             int queueElement = numbers.Dequeue(); //теперь очередь 5, 8             Console.WriteLine(queueElement);

Коллекция Stack<T> В классе Stack можно выделить два основных метода, которые позволяют управлять элементами: Push: добавляет элемент в стек на первое место Pop: извлекает и возвращает первый элемент из стека Peek: просто возвращает первый элемент из стека без его удаления

Коллекция Stack<T> Stack<int> numbers = new Stack<int>();   numbers.Push(3); // в стеке 3 numbers.Push(5); // в стеке 5, 3 numbers.Push(8); // в стеке 8, 5, 3   // так как вверху стека будет находиться число 8, то оно и извлекается int stackElement = numbers.Pop(); // в стеке 5, 3             Console.WriteLine(stackElement);

Коллекция Dictionary<T, V> Словарь хранит объекты, которые представляют пару ключ-значение. Каждый такой объект является объектом класса KeyValuePair<TKey, TValue>. Благодаря свойствам Key и Value, которые есть у данного класса, мы можем получить ключ и значение элемента в словаре. Класс словарей также, как и другие коллекции, предоставляет методы Add и Remove для добавления и удаления элементов. Только в случае словарей в метод Add передаются два параметра: ключ и значение. А метод Remove удаляет не по индексу, а по ключу.

Коллекция Dictionary<T, V> Dictionary<int, string> countries = new Dictionary<int, string>(5); countries.Add(1, "Russia"); countries.Add(3, "Great Britain"); countries.Add(2, "USA"); countries.Add(4, "France"); countries.Add(5, "China");            foreach (KeyValuePair<int, string> keyValue in countries) {     Console.WriteLine(keyValue.Key + " - " + keyValue.Value); }

Коллекция Dictionary<T, V> Dictionary<int, string> countries = new Dictionary<int, string>(5); countries.Add(1, "Russia"); countries.Add(3, "Great Britain"); countries.Add(2, "USA"); countries.Add(4, "France"); countries.Add(5, "China");          foreach (KeyValuePair<int, string> keyValue in countries) {     Console.WriteLine(keyValue.Key + " - " + keyValue.Value); }

Коллекция Dictionary<T, V> Dictionary<char, Person> people = new Dictionary<char, Person>(); people.Add('b', new Person() { Name = "Bill" }); people.Add('t', new Person() { Name = "Tom" }); people.Add('j', new Person() { Name = "John" });   foreach (KeyValuePair<char, Person> keyValue in people) {     // keyValue.Value представляет класс Person     Console.WriteLine(keyValue.Key + " - " + keyValue.Value.Name); }