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C# 集合接口

介绍​

在C#中，集合接口是用于定义集合行为的抽象接口。它们提供了一种标准化的方式来操作和管理数据集合，使得代码更具通用性和可扩展性。通过使用集合接口，你可以编写更灵活的代码，而不必关心具体的集合实现。

C#中常见的集合接口包括：

  • IEnumerable<T>：提供遍历集合的能力。
  • ICollection<T>：扩展了IEnumerable<T>，提供了添加、删除和计数等功能。
  • IList<T>：扩展了ICollection<T>，提供了通过索引访问元素的能力。

接下来，我们将逐步讲解这些接口，并通过代码示例和实际案例帮助你更好地理解它们。

IEnumerable<T> 接口​

IEnumerable<T> 是最基础的集合接口，它定义了一个方法 GetEnumerator()，用于返回一个枚举器（enumerator），从而支持遍历集合中的元素。

代码示例​

csharp
using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };

        // 使用 foreach 遍历集合
        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

输出：

1
2
3
4
5

解释​

  • List<int> 实现了 IEnumerable<int> 接口，因此可以使用 foreach 循环遍历其中的元素。
  • IEnumerable<T> 是 LINQ 查询的基础，几乎所有集合类型都实现了这个接口。

ICollection<T> 接口​

ICollection<T> 接口扩展了 IEnumerable<T>，并添加了添加、删除和计数等功能。它适用于需要动态修改集合的场景。

代码示例​

csharp
using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        ICollection<string> fruits = new List<string> { "Apple", "Banana" };

        // 添加元素
        fruits.Add("Cherry");

        // 删除元素
        fruits.Remove("Apple");

        // 输出集合中的元素数量
        Console.WriteLine($"Number of fruits: {fruits.Count}");

        // 遍历集合
        foreach (string fruit in fruits)
        {
            Console.WriteLine(fruit);
        }
    }
}

输出：

Number of fruits: 2
Banana
Cherry

解释​

  • ICollection<T> 提供了 Add、Remove 和 Count 等方法，使得集合可以动态调整。
  • 它适用于需要频繁修改集合内容的场景。

IList<T> 接口​

IList<T> 接口进一步扩展了 ICollection<T>，并添加了通过索引访问元素的能力。它适用于需要随机访问集合元素的场景。

代码示例​

csharp
using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        IList<int> numbers = new List<int> { 10, 20, 30 };

        // 通过索引访问元素
        Console.WriteLine($"First number: {numbers[0]}");

        // 修改元素
        numbers[1] = 25;

        // 遍历集合
        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}

输出：

First number: 10
10
25
30

解释​

  • IList<T> 提供了通过索引访问和修改元素的能力。
  • 它适用于需要随机访问和修改集合元素的场景。

实际应用场景​

场景：学生成绩管理​

假设你需要管理一组学生的成绩，并支持添加、删除和查询操作。使用 IList<T> 可以轻松实现这些功能。

csharp
using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        IList<double> grades = new List<double> { 85.5, 90.0, 78.3 };

        // 添加新成绩
        grades.Add(88.7);

        // 删除一个成绩
        grades.Remove(78.3);

        // 查询第一个成绩
        Console.WriteLine($"First grade: {grades[0]}");

        // 遍历所有成绩
        foreach (double grade in grades)
        {
            Console.WriteLine(grade);
        }
    }
}

输出：

First grade: 85.5
85.5
90
88.7

总结​

C#中的集合接口（如 IEnumerable<T>、ICollection<T> 和 IList<T>）为操作和管理数据集合提供了标准化的方法。通过理解这些接口，你可以编写更灵活和通用的代码。

  • IEnumerable<T>：支持遍历集合。
  • ICollection<T>：支持动态修改集合。
  • IList<T>：支持通过索引访问和修改集合元素。

附加资源与练习​

练习​

  1. 创建一个 List<string>，实现添加、删除和遍历操作。
  2. 尝试使用 IEnumerable<T> 实现一个自定义集合类，并支持 foreach 遍历。

资源​