C#中ArrayList和List的用法

一、LIST概述

所属命名空间:System.Collections.Generic     

public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable

  List<T>类是 ArrayList 类的泛型等效类。该类使用大小可按需动态增加的数组实现 IList<T> 泛型接口。 

 泛型的好处: 它为使用c#语言编写面向对象程序增加了极大的效力和灵活性。不会强行对值类型进行装箱和拆箱,或对引用类型进行向下强制类型转换,所以性能得到提高。 

 

二、性能注意事项:

在决定使用IList<T> 还是使用ArrayList类(两者具有类似的功能)时,记住IList<T> 类在大多数情况下执行得更好并且是类型安全的。

如果对IList<T> 类的类型 T 使用引用类型,则两个类的行为是完全相同的。但是,如果对类型 T 使用值类型,则需要考虑实现和装箱问题。

 “添加到 ArrayList 中的任何引用或值类型都将隐式地向上强制转换为 Object。如果项是值类型,则必须在将其添加到列表中时进行装箱操作,在检索时进行取消装箱操作。强制转换以及装箱和取消装箱操作都会降低性能;在必须对大型集合进行循环访问的情况下,装箱和取消装箱的影响非常明显。”

 

三、一般用法

 1、  List的基础、常用方法:

声明: 

1、List<T> mList = new List<T>();  

T为列表中元素类型,现在以string类型作为例子

E.g.: List<string> mList = new List<string>(); 

2、List<T> testList =new List<T> (IEnumerable<T> collection);

     以一个集合作为参数创建List

     E.g.:

string[] temArr = { "Ha", "Hunter", "Tom", "Lily", "Jay", "Jim", "Kuku", "Locu" };

List<string> testList = new List<string>(temArr);

 

添加元素:

1、 List. Add(T item)   添加一个元素

E.g.:    mList.Add("John");

2、  List. AddRange(IEnumerable<T> collection)   添加一组元素

E.g.:

string[] temArr = { "Ha","Hunter", "Tom", "Lily", "Jay", "Jim", "Kuku",  "Locu" };

mList.AddRange(temArr);

3、Insert(int index, T item);    在index位置添加一个元素

E.g.:    mList.Insert(1, "Hei");

 

 遍历List中元素:

foreach (T element in mList)  T的类型与mList声明时一样

  {

       Console.WriteLine(element);

  }

E.g.:

foreach (string s in mList)

{

    Console.WriteLine(s);

}

 

删除元素:

  1、 List. Remove(T item)       删除一个值

E.g.:   mList.Remove("Hunter");

  2、 List. RemoveAt(int index);   删除下标为index的元素

E.g.:   mList.RemoveAt(0);

  3、 List. RemoveRange(int index, int count);

从下标index开始,删除count个元素

      E.g.:   mList.RemoveRange(3, 2);

 

判断某个元素是否在该List中:

List. Contains(T item)   返回true或false,很实用

E.g.:

if (mList.Contains("Hunter"))

{

    Console.WriteLine("There is Hunter in the list");

 }

 else

  {

      mList.Add("Hunter");

       Console.WriteLine("Add Hunter successfully.");

  }

 

给List里面元素排序:

List. Sort ()   默认是元素第一个字母按升序

E.g.:   mList.Sort();

 

给List里面元素顺序反转:

List. Reverse ()   可以与List. Sort ()配合使用,达到想要的效果

E.g.:   mList.Sort();

 

 List清空:List. Clear () 

E.g.:   mList.Clear();

 

  获得List中元素数目:

List. Count ()    返回int值

E.g.:

int count = mList.Count();

       Console.WriteLine("The num of elements in the list: " +count);

 

2、  List的进阶、强大方法:

举例用的List:

string[] temArr = { Ha","Hunter", "Tom", "Lily", "Jay", "Jim", "Kuku", " "Locu" };

mList.AddRange(temArr);

 

List.Find 方法:搜索与指定谓词所定义的条件相匹配的元素,并返回整个 List 中的第一个匹配元素。 

public T Find(Predicate<T> match);

Predicate是对方法的委托,如果传递给它的对象与委托中定义的条件匹配,则该方法返回 true。当前 List 的元素被逐个传递给Predicate委托,并在 List 中向前移动,从第一个元素开始,到最后一个元素结束。当找到匹配项时处理即停止。

Predicate 可以委托给一个函数或者一个拉姆达表达式:

委托给拉姆达表达式:

E.g.:

      string listFind = mList.Find(name =>  //name是变量,代表的是mList

      {                              //中元素,自己设定

          if (name.Length > 3)

          {

              return true;

          }

              return false;

       });

       Console.WriteLine(listFind);     //输出是Hunter

 

委托给一个函数:

E.g.:

string listFind1 = mList.Find(ListFind);  //委托给ListFind函数

Console.WriteLine(listFind);           //输出是Hunter

 

ListFind函数: 

public bool ListFind(string name)

{

    if (name.Length > 3)

       {

         return true;

        }

            return false;

}

这两种方法的结果是一样的。

 

List.FindLast 方法:搜索与指定谓词所定义的条件相匹配的元素,并返回整个 List 中的最后一个匹配元素。 

public T FindLast(Predicate<T> match);

用法与List.Find相同。

 

List.TrueForAll方法:  确定是否 List 中的每个元素都与指定的谓词所定义的条件相匹配。

 public bool TrueForAll(Predicate<T> match);

委托给拉姆达表达式:

E.g.:

    bool flag = mList.TrueForAll(name =>

     {

          if (name.Length > 3)

          {

            return true;

          }

          else

           {

             return false;

             }

        }

    );

   Console.WriteLine("True for all:  "+flag);  //flag值为false

 

委托给一个函数,这里用到上面的ListFind函数:

E.g.:

  bool flag = mList.TrueForAll(ListFind); //委托给ListFind函数

Console.WriteLine("True for all:  "+flag);  //flag值为false

 

这两种方法的结果是一样的。

 

List.FindAll方法:检索与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素。

public List<T> FindAll(Predicate<T> match);

E.g.:

List<string> subList = mList.FindAll(ListFind); //委托给ListFind函数

 foreach (string s in subList)

   {

     Console.WriteLine("element in subList: "+s);

    }

        这时subList存储的就是所有长度大于3的元素

 

List.Take(n):  获得前n行 返回值为IEnumetable<T>,T的类型与List<T>的类型一样

E.g.:

  IEnumerable<string> takeList=  mList.Take(5);

  foreach (string s in takeList)

   {

       Console.WriteLine("element in takeList: " + s);

   }

       这时takeList存放的元素就是mList中的前5个

 

List.Where方法:检索与指定谓词所定义的条件相匹配的所有元素。跟List.FindAll方法类似。

E.g.:

            IEnumerable<string> whereList = mList.Where(name =>

             {

                    if (name.Length > 3)

                    {

                        return true;

                    }

                    else

                    {

                        return false;

                    }

              });

         foreach (string s in subList)

         {

             Console.WriteLine("element in subList: "+s);

         }

         这时subList存储的就是所有长度大于3的元素

 

List.RemoveAll方法:移除与指定的谓词所定义的条件相匹配的所有元素。

public int RemoveAll(Predicate<T> match);

E.g.:

            mList.RemoveAll(name =>

                {

                    if (name.Length > 3)

                    {

                        return true;

                    }

                    else

                    {

                        return false;

                    }

                });

            foreach (string s in mList)

            {

                Console.WriteLine("element in mList:     " + s);

            }

      这时mList存储的就是移除长度大于3之后的元素。


1、什么是ArrayList
    ArrayList就是传说中的动态数组,用MSDN中的说法,就是Array的复杂版本,它提供了如下一些好处:

  • 动态的增加和减少元素
  • 实现了ICollection和IList接口
  • 灵活的设置数组的大小


2、如何使用ArrayList
    最简单的例子:
ArrayList List = new ArrayList();
for( int i=0;i<10;i++ ) //给数组增加10个Int元素
List.Add(i); 
//..程序做一些处理
List.RemoveAt(5);//将第6个元素移除
for( int i=0;i<3;i++ ) //再增加3个元素
  List.Add(i+20);
Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));//返回ArrayList包含的数组

这是一个简单的例子,虽然没有包含ArrayList所有的方法,但是可以反映出ArrayList最常用的用法

3、ArrayList重要的方法和属性
(1)构造器
    ArrayList提供了三个构造器:
public ArrayList();
默认的构造器,将会以默认(16)的大小来初始化内部的数组
public ArrayList(ICollection);
用一个ICollection对象来构造,并将该集合的元素添加到ArrayList
public ArrayList(int);
用指定的大小来初始化内部的数组

(2)IsSynchronized属性和ArrayList.Synchronized方法
    IsSynchronized属性指示当前的ArrayList实例是否支持线程同步,而ArrayList.Synchronized静态方法则会返回一个ArrayList的线程同步的封装。
    如果使用非线程同步的实例,那么在多线程访问的时候,需要自己手动调用lock来保持线程同步,例如:
ArrayList list = new ArrayList();
//...
lock( list.SyncRoot ) //当ArrayList为非线程包装的时候,SyncRoot属性其实就是它自己,但是为了满足ICollection的SyncRoot定义,这里还是使用SyncRoot来保持源代码的规范性
{
list.Add( “Add a Item” );
}

     如果使用ArrayList.Synchronized方法返回的实例,那么就不用考虑线程同步的问题,这个实例本身就是线程安全的,实际上ArrayList内部实现了一个保证线程同步的内部类,ArrayList.Synchronized返回的就是这个类的实例,它里面的每个属性都是用了lock关键字来保证线程同步。

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但是,使用这个方法(ArrayList.Synchronized)并不能保证枚举的同步,例如,一个线程正在删除或添加集合项,而另一个线程同时进行枚举,这时枚举将会抛出异常。所以,在枚举的时候,你必须明确使用 SyncRoot 锁定这个集合。

 

Hashtable与ArrayList关于线程安全性的使用方法类似。

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(3)Count属性和Capacity属性
    Count属性是目前ArrayList包含的元素的数量,这个属性是只读的。
Capacity属性是目前ArrayList能够包含的最大数量,可以手动的设置这个属性,但是当设置为小于Count值的时候会引发一个异常。

(4)Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange
    这几个方法比较类似
Add方法用于添加一个元素到当前列表的末尾
AddRange方法用于添加一批元素到当前列表的末尾
Remove方法用于删除一个元素,通过元素本身的引用来删除
RemoveAt方法用于删除一个元素,通过索引值来删除
RemoveRange用于删除一批元素,通过指定开始的索引和删除的数量来删除
Insert用于添加一个元素到指定位置,列表后面的元素依次往后移动
InsertRange用于从指定位置开始添加一批元素,列表后面的元素依次往后移动

    另外,还有几个类似的方法:
Clear方法用于清除现有所有的元素
Contains方法用来查找某个对象在不在列表之中

    其他的我就不一一累赘了,大家可以查看MSDN,上面讲的更仔细
(5)TrimSize方法
    这个方法用于将ArrayList固定到实际元素的大小,当动态数组元素确定不在添加的时候,可以调用这个方法来释放空余的内存。
(6)ToArray方法
    这个方法把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。


4、ArrayList与数组转换
    例1:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));

    例2:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add(1);
List.Add(2);
List.Add(3);

Int32[] values = new Int32[List.Count];
List.CopyTo(values);

    上面介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法

    例3:
ArrayList List = new ArrayList();
List.Add( “string” );
List.Add( 1 );
//往数组中添加不同类型的元素

object[] values = List.ToArray(typeof(object)); //正确
string[] values = (string[])List.ToArray(typeof(string)); //错误

和数组不一样,因为可以转换为Object数组,所以往ArrayList里面添加不同类型的元素是不会出错的,但是当调用ArrayList方法的时候,要么传递所有元素都可以正确转型的类型或者Object类型,否则将会抛出无法转型的异常。


5、ArrayList最佳使用建议
    这一节我们来讨论ArrayList与数组的差别,以及ArrayList的效率问题
  (1)ArrayList是Array的复杂版本
ArrayList内部封装了一个Object类型的数组,从一般的意义来说,它和数组没有本质的差别,甚至于ArrayList的许多方法,如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。
  (2)内部的Object类型的影响
         对于一般的引用类型来说,这部分的影响不是很大,但是对于值类型来说,往ArrayList里面添加和修改元素,都会引起装箱和拆箱的操作,频繁的操作可能会影响一部分效率。
但是恰恰对于大多数人,多数的应用都是使用值类型的数组。
消除这个影响是没有办法的,除非你不用它,否则就要承担一部分的效率损失,不过这部分的损失不会很大。
  (3)数组扩容
这是对ArrayList效率影响比较大的一个因素。
每当执行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法,都会检查内部数组的容量是否不够了,如果是,它就会以当前容量的两倍来重新构建一个数组,将旧元素Copy到新数组中,然后丢弃旧数组,在这个临界点的扩容操作,应该来说是比较影响效率的。
     例1:比如,一个可能有200个元素的数据动态添加到一个以默认16个元素大小创建的ArrayList中,将会经过:
16*2*2*2*2 = 256
四次的扩容才会满足最终的要求,那么如果一开始就以:
ArrayList List = new ArrayList( 210 );
的方式创建ArrayList,不仅会减少4次数组创建和Copy的操作,还会减少内存使用。

     例2:预计有30个元素而创建了一个ArrayList:
ArrayList List = new ArrayList(30);
在执行过程中,加入了31个元素,那么数组会扩充到60个元素的大小,而这时候不会有新的元素再增加进来,而且有没有调用TrimSize方法,那么就有1次扩容的操作,并且浪费了29个元素大小的空间。如果这时候,用:
ArrayList List = new ArrayList(40);
那么一切都解决了。
所以说,正确的预估可能的元素,并且在适当的时候调用TrimSize方法是提高ArrayList使用效率的重要途径。
   (4)频繁的调用IndexOf、Contains等方法(Sort、BinarySearch等方法经过优化,不在此列)引起的效率损失
首先,我们要明确一点,ArrayList是动态数组,它不包括通过Key或者Value快速访问的算法,所以实际上调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素,所以频繁的调用此类方法并不比你自己写循环并且稍作优化来的快,如果有这方面的要求,建议使用Hashtable或SortedList等键值对的集合。
ArrayList al=new ArrayList();

al.Add("How");
al.Add("are");
al.Add("you!");

al.Add(100);
al.Add(200);
al.Add(300);

al.Add(1.2);
al.Add(22.8);

.........

//第一种遍历 ArrayList 对象的方法
foreach(object o in al)
{
Console.Write(o.ToString()+" ");
}

//第二种遍历 ArrayList 对象的方法
IEnumerator ie=al.GetEnumerator();
while(ie.MoveNext())
{
Console.Write(ie.Curret.ToString()+" ");
}

//第三种遍历 ArrayList 对象的方法
我忘记了,好象是 利用 ArrayList对象的一个属性,它返回一此对象中的元素个数.

然后在利用索引 
for(int i=0;i<Count;i++)
{
Console.Write(al[i].ToString()+" ");
}


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