集合操作全解析：从基础数组到泛型集合

### 集合操作全解析：从基础数组到泛型集合 在编程的世界里，集合操作是一项非常重要的技能。我们将深入探讨常见的集合类，包括数组、ArrayList 以及泛型集合的使用方法和相关操作。 #### 常用集合类及接口 在开始具体的集合操作之前，先了解一些常用的集合类和它们实现的接口。 | 集合类 | 描述 | | --- | --- | | Array | 为支持强类型数组的语言实现提供基类 | | ArrayList | 使用动态调整大小的数组表示弱类型对象列表 | | SortedList | 表示按键排序的键/值对集合，可通过键和索引访问 | | Queue | 表示先进先出 (FIFO) 的对象集合 | | Stack | 表示后进先出 (LIFO) 的非泛型对象集合 | | Hashtable | 表示基于键的哈希代码组织的键/值对集合 | | CollectionBase | 为强类型集合提供抽象基类 | | DictionaryBase | 为强类型键/值对集合提供抽象基类 | 这些集合类实现了一些重要的接口，如下表所示： | 接口 | 描述 | | --- | --- | | ICollection | 定义所有非泛型集合的大小、枚举器和同步方法 | | IComparer | 公开比较两个对象的方法 | | IDictionary | 表示非泛型键/值对集合 | | IDictionaryEnumerator | 枚举非泛型字典的元素 | | IEnumerable | 公开枚举器，支持对非泛型集合的简单迭代 | | IEnumerator | 支持对非泛型集合的简单迭代 | | IList | 表示可通过索引单独访问的非泛型对象集合 | #### 数组和 ArrayList 的使用 数组是计算机编程中最常见的数据结构之一，它可以存储相同数据类型的元素。数组的元素可以通过索引访问，索引是一个整数，表示元素在数组中的位置。 下面是一个表示一周七天的一维数组示例： | 索引 | 值 | | --- | --- | | 0 | Sunday | | 1 | Monday | | 2 | Tuesday | | 3 | Wednesday | | 4 | Thursday | | 5 | Friday | | 6 | Saturday | 数组还可以是多维的，例如二维数组可以用来表示座位表。以下是一个二维数组的示例： ```mermaid graph LR classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px; classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px; A([Row 0]):::startend --> B(Seat 0):::process A --> C(Seat 1):::process A --> D(Seat 2):::process B --> E(Mary<br>(0,0)):::process C --> F(Bob<br>(0,1)):::process D --> G(Amy<br>(0,2)):::process H([Row 1]):::startend --> I(Seat 0):::process H --> J(Seat 1):::process H --> K(Seat 2):::process I --> L(Jim<br>(1,0)):::process J --> M(Noah<br>(1,1)):::process K --> N(Morgan<br>(1,2)):::process O([Row 2]):::startend --> P(Seat 0):::process O --> Q(Seat 1):::process O --> R(Seat 2):::process P --> S(Jane<br>(2,0)):::process Q --> T(Cindy<br>(2,1)):::process R --> U(Greg<br>(2,2)):::process ``` 在声明数组类型时，可以使用方括号 `[]` 来指定数组。以下是一个声明并初始化一维整数数组的示例： ```csharp int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 }; ``` 声明为数组后，可以使用 `Array` 类的属性和方法，例如查询数组的上下界、更新数组元素、复制数组元素等。以下是一个使用 `Array` 类静态方法的示例： ```csharp int[] intArray = { 1, 2, 3, 4, 5 }; Console.WriteLine("Upper Bound"); Console.WriteLine(intArray.GetUpperBound(0)); Console.WriteLine("Array elements"); foreach (int item in intArray) { Console.WriteLine(item); } Array.Reverse(intArray); Console.WriteLine("Array reversed"); foreach (int item in intArray) { Console.WriteLine(item); } Array.Clear(intArray, 2, 2); Console.WriteLine("Elements 2 and 3 cleared"); foreach (int item in intArray) { Console.WriteLine(item); } intArray[4] = 9; Console.WriteLine("Element 4 reset"); foreach (int item in intArray) { Console.WriteLine(item); } Console.ReadLine(); ``` 二维数组的声明和初始化方式如下： ```csharp int[,] twoDArray = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } }; //Print the index and value of the elements for (int i = 0; i <= twoDArray.GetUpperBound(0); i++) { for (int x = 0; x <= twoDArray.GetUpperBound(1); x++) { Console.WriteLine("Index = [{0},{1}] Value = {2}", i, x, twoDArray[i, x]); } } ``` 在处理集合时，有时在运行时才知道需要包含的项数，这时 `ArrayList` 类就派上用场了。`ArrayList` 的容量会根据需要自动扩展，并且会自动进行内存重新分配和元素复制。以下是一个使用 `ArrayList` 的示例： ```csharp ArrayList nameList = new ArrayList(); nameList.Add("Bob"); nameList.Add("Dan"); nameList.Add("Wendy"); Console.WriteLine("Original Capacity"); Console.WriteLine(nameList.Capacity); Console.WriteLine("Original Values"); foreach (object name in nameList) { Console.WriteLine(name); } nameList.Insert(nameList.IndexOf("Dan"), "Cindy"); nameList.Insert(nameList.IndexOf("Wendy"), "Jim"); Console.WriteLine("New Capacity"); Console.WriteLine(nameList.Capacity); Console.WriteLine("New Values"); foreach (object name in nameList) { Console.WriteLine(name); } ``` 虽然 `ArrayList` 使用起来比数组更方便，但它只能是一维的，并且特定类型的数组比 `ArrayList` 性能更好，因为 `ArrayList` 的元素类型是 `Object`，在添加和检索元素时需要进行类型转换。 #### 数组和 ArrayList 的操作实践 下面通过具体的操作步骤来实践数组和 ArrayList 的使用。 ##### 创建和使用数组 1. 启动 Visual Studio，选择“文件” -> “新建” -> “项目”。 2. 选择控制台应用程序项目，将项目命名为 `activity9_1`。 3. 注意 `Main` 方法接受一个名为 `args` 的字符串数组作为输入参数，该数组包含在启动控制台应用程序时传递的命令行参数。 ```csharp static void Main(string[] args) { } ``` 4. 在 `Main` 方法中添加以下代码，用于显示传递的命令行参数： ```csharp Console.WriteLine( ```