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C#中可枚举类型详解

2020-01-24 00:27:13
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供稿:网友

枚举是迭代一个集合中的数据项的过程。

我们经常使用的大多数集合实际上都已经实现了枚举的接口IEnumerable和IEnumerator接口,这样才能使用foreach迭代,有些是含有某种抽象了枚举细节的接口:ArrayList类型有索引,BitArray有Get方法,哈希表和字典有键和值..........其实他们都已经实现了IEnumerable和IEnumerator接口。所以一切的集合和数组都可以用IEnumerable或者IEnumerable<T>接口来定义。

 IEnumerable lists1 = new int[] { 3, 4, 5 };      foreach(var val in lists1)      {        Console.WriteLine(val);      }      IEnumerable<int> lists2=new int[]{1,2,3};      foreach(var val in lists2)      {        Console.WriteLine(val);      }

下面讲解一下 自己来定义可枚举类型(简单说就是自己定义的 ,可以进行foreach迭代的集合):

因为枚举非常有好处,可以消除很多的错误,所以实现某种标准是有好处的。这种标准就是IEnumerable和IEnumerator接口,必须实现了它才能够使用foreach迭代,才能真正算是一个自己定义的,功能健全的集合。

我们自己建立的可枚举类型必须实现IEnumerable和IEnumerator接口(其实两者都有一个泛型实现)。

IEnumerable接口含有一个方法,该方法返回一个枚举器对象,枚举器对象实现了IEnumerator接口(实际上可以认为继承和实现了IEnumerator的接口的类的对象就是枚举器对象),可以用它来进行迭代。

下面是两个接口的定义(系统早已经定义好):

 public interface IEnumerable  {    IEnumerator GetEnumerator();  }

该接口只有一个GetEnumerator的方法,返回一个枚举器,用于枚举集合中的元素。 

 public interface IEnumerator  {    object Current { get; };//Current属性返回集合的当前元素    bool MoveNext();    //将枚举移动到下一位    void Reset();     //使枚举回到开头  }

凡是继承和实现了上面这个接口的类对象就是枚举器,可以利用上面的三个方法进行枚举,非常安全。不过需要自己在继承了接口的代码中去写实现过程。

一般的情况是:枚举器是枚举模式的一部分,通常被实现为枚举类型(继承IEnumerable)的一个嵌套类(继承IEnumerator)。嵌套类的好处就是可以访问外部类的私有成员,不破坏封装的原则。

下面我们自己来定义一个枚举类型,代码如下:

public class SimpleCollection :IEnumerable  {    //定义一个数组的字段    private object[] array;    //定义一个构造函数    public SimpleCollection(object []items)    {      array = items;    }    //实现IEnumerable接口的GetNumerator方法 该方法返回一个继承IEnumerator接口的类的实例    public  IEnumerator GetEnumerator()    {      return  new Enumerator(array);    }    //定义一个嵌套类来继承IEnumerator的接口    public class Enumerator : IEnumerator    {      //定义一个标记字段      private int flag;      //定义一个数组的字段      private object[] elements = null;      //定义一个构造函数      public Enumerator(object []items)      {        elements = items;        flag = -1; //将标记位初始化                //也可以采用下面的方法        //elements = new object[items.Length];        //Array.Copy(items, elements, items.Length);//此静态方法用于将一个数组中的元素复制到另外一个数组      }      //实现IEnumerator接口的Current属性; 此属性返回集合的当前元素,是只读的      public object Current      {        get        {          if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚举已经结束");          else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚举尚未开始");          else return elements[flag];        }      }      //实现IEnumerator接口的MoveNext方法 将枚举移动到下一位      public bool MoveNext()      {        ++flag;        if (flag > (elements.Length - 1)) return false;        else return true;      }      //实现IEnumerator接口的Reset方法 使枚举回到开头      public void Reset()      {        flag = -1;      }    }

下面来延时如何使用枚举类型:

//下面来看枚举类型的使用      SimpleCollection collection = new SimpleCollection(new object[]{1,2,3,4,5});      //使用方法      //接口 变量名=继承了该接口的类的实例      IEnumerator enumrator = collection.GetEnumerator();      while(enumrator.MoveNext())      {                Console.WriteLine(enumrator.Current);      }      Console.ReadKey();
 SimpleCollection simple = new SimpleCollection(new object[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 });      IEnumerator enumerator = simple.GetEnumerator();      while(enumerator.MoveNext())      {        Console.WriteLine(enumerator.Current);      }      //最重要的是,实现了那两个接口,我们就可以对我们的集合使用foreach迭代了,看下面      foreach(var s in simple)      {        Console.WriteLine(s);      }

下面给出两个接口的泛型实现:

首先需要注意的是:

1.IEnumerable<T>接口继承自IEnumerable      两者具有相同接口,所以必须实现泛型和非泛型版本的GetEumerator方法

2.IEnumerator<T>接口继承自IEnumerator和IDisposable  需要多实现泛型和非泛型版本的Current属性和IDisposable接口的Dispose方法。

代码如下:

////下面创建一个可枚举的泛类型  //首先该类型必须要继承IEnumerable<T>接口  //因为IEnumerable<T>接口继承IEnumerable接口 所以必须同时实现泛型和非泛型的GetEnumerator方法  public class SimpleCollection<T> : IEnumerable<T>  {    private T[] array;    public SimpleCollection(T[] items)    {      array = items;         }    //实现IEnumerable<T>接口的GetNumerator方法 该方法返回一个继承IEnumerator接口的类的实例    public IEnumerator<T> GetEnumerator()    {      return new Enumerator<T>(array);//这步需要重视    }    //为了避免混淆 在此显式实现非泛型的接口    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()    {      return new Enumerator<T>(array);//这步需要重视    }    //定义一个嵌套类来继承IEnumerator<T>的接口    //IEnumerator<T>接口继承自IDisposable和IEnumerator接口    //该接口的唯一成员是Current属性 但是同时也要实现其非泛型版本!!!    //另外还需要实现IDisposable的Dispose方法和IEnumerator的两个方法    public class Enumerator<_T> : IEnumerator<_T>    {      private int flag;      private _T[] elements = null;      public Enumerator(_T[] items)      {        elements = items;        flag = -1;      }      //实现IEnumerator<T>接口的Current属性; 此属性返回集合的当前元素,是只读的      public _T Current      {        get        {          if (flag > elements.Length - 1) throw new InvalidOperationException("枚举已经结束");          else if (flag < 0) throw new InvalidOperationException("枚举尚未开始");          else return elements[flag];        }      }      //为了避免混淆  显示实现IEnumerator接口的Current属性      object IEnumerator.Current      {        get { return Current; } //直接返回上面的泛型属性 比较经典      }      //实现IDisposable接口的Dispose方法 支持确定性垃圾回收 将枚举数的状态设置为after 也就是把标记位设为最大索引+1      public void Dispose()      {        flag = elements.Length + 1;      }      //实现IEnumerator接口的MoveNext方法 将枚举移动到下一位      public bool MoveNext()      {        ++flag;        if (flag > (elements.Length - 1)) return false;        else return true;      }      //实现IEnumerator接口的Reset方法 使枚举回到开头      public void Reset()      {        flag = -1;      }    }

怎么使用呢:

   SimpleCollection<string> colletion = new SimpleCollection<string>(new string[] { "ranran", "Huaran" });      IEnumerator<string> enumorator = colletion.GetEnumerator();      while(enumorator.MoveNext())      {        Console.WriteLine(enumorator.Current);      }      foreach(var v in colletion)      {        Console.WriteLine(v);      }      Console.ReadKey();

还可以直接使用迭代器:
使用迭代器是另一种完全实现上面两个接口的方案,这是最为简便和可读的方法

而且使用迭代器可以很方便和快捷的设置各种枚举情况 如双重的迭代 反向的迭代 临时的集合和负责迭代等等 比上面的实现更为简单

迭代的关键字是yield 需要依靠一个迭代器块(注意是循环+yield  return,或者 yiled break)

 public class MyCollection:IEnumerable  {    private object[] array;    public MyCollection(object []items)    {      array = items;    }    public IEnumerator GetEnumerator() //实现都可以依靠编译器去完成    {      //foreach (object v in array)      //{      //  yield return v;      //}      //关键字是yield 并不是foreach 我们也可以按照下面这个方法进行实现      for(int i=0;i<array.Length;i++)      {        yield return array[i];      }      //当然其它的while循环也可以。。    }  }//实现:MyCollection collection = new MyCollection(new object[] { 1, 2, 3 });      foreach(var v in collection)      {        Console.WriteLine(v);      }

可以自己设置迭代的情况:

   public class MyCollection2:IEnumerable  {     private object[] array;     public MyCollection2(object []items)    {      array = items;    }    //可以在迭代器块中设置迭代的实现情况 即具体迭代多少个元素    //比如我们只想迭代4个元素    public IEnumerator GetEnumerator()     {       int count = 0;//设计一个标记位      foreach(object item in array)      {        ++count;        yield return item;        if (count == 4) yield break; //break关键字 退出迭代 实际上迭代在实现当中就是一个循环 利用break跳出也合情合理      }     }     }////// MyCollection2 collection2 = new MyCollection2(new object[]{4,5,6,7,8});      //它就只会输出4,5,6,7      foreach (var v in collection2)      {        Console.WriteLine(v);      }

双重迭代:

 /// <summary>  /// 下面演示双重迭代 即一次可以迭代两个集合中的元素  /// </summary>  public class MyColletion3:IEnumerable  {    private object[] List1;    public string[] List2;    public MyColletion3(object []items1,string []items2)    {      this.List1 = items1;      this.List2 = items2;    }    //下面进行双重迭代    public IEnumerator GetEnumerator()    {      //关键代码      for(int index=0;index<(List1.Length>List2.Length?List2.Length:List1.Length);index++)      {        yield return List1[index];        yield return List2[index];      }    }  }//////// MyColletion3 collection3 = new MyColletion3(new object[] { 1, 2, 3, 5.5 }, new string[] { "RanRan", "Chengdu", "四川" });      foreach(var v in collection3)      {        Console.WriteLine(v);      }      //迭代结果是1 RanRan 2 Chengdu 3 四川

反向迭代:依靠Reverse属性

  /// <summary>  /// 下面演示反向迭代 说白了就是迭代是从后面开始的 反向迭代器是在Reverse属性当中实现的  /// </summary>  public class MyColletion4:IEnumerable  {    private object[] items;    public MyColletion4(object []temps)    {      this.items = temps;    }    //一般的正向迭代    public IEnumerator GetEnumerator()    {      for(int index=0;index<items.Length;index++)      {        yield return items[index];      }    }    //实现反向迭代    public IEnumerable Reverse //注意返回IEnumerable对象    {      get      {        for (int index = items.Length - 1; index > -1; index--)        {          yield return items[index];        }      }    }  }//// MyColletion4 collection4 = new MyColletion4(new object[] { 1, 2, 3, 4 });      foreach (var v in collection4)      {        Console.WriteLine(v);      }      //反向迭代      foreach(var v in collection4.Reverse)      {        Console.WriteLine(v);      }      //迭代结果是 4 3 2 1

当然也有一个临时集合,顺便补充一下,迭代和枚举实现的方案很多,一个返回IEnumerable的方法中加上迭代器块也是一个迭代集合

具体看下面的代码

 //还有一种最为简单的迭代 就是一个返回IEnumerable对象的方法 在这方法中写上迭代器    //在此补充一个临时集合 关键看代码怎么写(以枚举当前月份的日期为列子)    public static IEnumerable GetMonthDate()    {      DateTime dt = DateTime.Now;      int currentMonth = dt.Month;      while(currentMonth==dt.Month)      {        string temp = currentMonth.ToString() + "/" + dt.Day.ToString();        dt = dt.AddDays(1);        yield return temp;      }    }///实现foreach(var v in GetMonthDate())      {        Console.WriteLine(v);      }

这儿 我作为一个新手自己给自己总结一下可枚举类型和接口的含义:

可枚举类型(集合&数组等):

              在实际开发当中,可以自己去定义一些与集合差不多的类型,对该类型的元素的访问,用一般的while,for循环比较不方便,我们需要自己去定义一个枚举器。

              枚举类型(继承IEnumerable接口):包括一个集合元素和一个枚举器。

              枚举器是枚举类型当中的一个嵌套类(继承了IEnumerator接口):具体实现见上。

              /////// 这样便可以让自定义的可枚举类型实现foreach迭代。

              当然也可以直接利用迭代来实现上面两个接口。//////

接口:是一种标准,它给出了一种约束和引导,需要我们去写代码实现它。虽然看上去多次一举,不过在后面对类的实例的使用中非常方便。

 以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持武林网。

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