C#程序設(shè)計(jì)45泛型和集合課件

1、單元4 C#進(jìn)階編程 單元4 C#進(jìn)階編程 知識(shí)目標(biāo) （1）掌握結(jié)構(gòu)化的異常處理機(jī)制；（2）深刻理解委托和事件；（3）掌握枚舉和結(jié)構(gòu)；（4）掌握字符串的常用方法；（5）掌握正則表達(dá)式的基本用法；（6）掌握常用的集合類和泛型集合類。知識(shí)目標(biāo) （1）掌握結(jié)構(gòu)化的異常處理機(jī)制；能力目標(biāo)（1）能夠捕獲并處理異常；（2）能使用枚舉或結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)；（3）能對(duì)文本進(jìn)行較為復(fù)雜的處理；（4）能使用正則表達(dá)式實(shí)現(xiàn)文本的驗(yàn)證；（5）能定義和使用委托類型；（6）能給對(duì)象添加事件并能處理事件；（7）能使用集合類存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，能編寫基于棧、隊(duì)列、鏈表、哈希表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的程序。能力目標(biāo)（1）能夠捕獲并處理異常；教學(xué)任務(wù)任務(wù)1

2、 異常處理任務(wù)2 枚舉和結(jié)構(gòu)任務(wù)3 委托和事件任務(wù)4 字符串與正則表達(dá)式任務(wù)5 泛型和集合教學(xué)任務(wù)任務(wù)1 異常處理單元4 C#進(jìn)階編程任務(wù)5 泛型和集合單元4 C#進(jìn)階編程任務(wù)5 泛型和集合引例實(shí)現(xiàn)簡單迷宮。尋找一條從入口到出口的通路。引例實(shí)現(xiàn)簡單迷宮。尋找一條從入口到出口的通路。知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)1：非泛型集合。知識(shí)點(diǎn)2：泛型概述。知識(shí)點(diǎn)3：泛型集合。知識(shí)儲(chǔ)備知識(shí)點(diǎn)1：非泛型集合。集合概述如果對(duì)象可以提供對(duì)相關(guān)對(duì)象的引用，那么它就是一個(gè)集合 ，它可以遍歷集合中的每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)；專業(yè)的說法是所有實(shí)現(xiàn)了System.Collections.IEnumerable接口的類的對(duì)象都是集合。 數(shù)據(jù)集合類都位于

3、System.Collections命名空間中。集合概述如果對(duì)象可以提供對(duì)相關(guān)對(duì)象的引用，那么它就是一個(gè)集合知識(shí)點(diǎn)1：非泛型集合常用集合類型1. ArrayList類2. Stack類3.Queue類4.Hashtable類知識(shí)點(diǎn)1：非泛型集合常用集合類型集合優(yōu)點(diǎn)數(shù)組Array是固定大小的，不能伸縮；而集合卻是可變長的。數(shù)組要聲明元素的類型，集合類的元素類型卻是object。數(shù)組可讀可寫不能聲明只讀數(shù)組。集合類可以提供ReadOnly方法以只讀方式使用集合。集合優(yōu)點(diǎn)數(shù)組Array是固定大小的，不能伸縮；而集合卻是可變集合屬性修改或者獲取ArrayList的容量使用Capacity屬性，通過設(shè)置

4、該屬性的值可以修改ArrayList的容量；讀取該屬性的值可以獲取ArrayList的容量當(dāng)為ArrayList對(duì)象添加的數(shù)據(jù)元素的個(gè)數(shù)超出初始化時(shí)指定的數(shù)據(jù)項(xiàng)個(gè)數(shù)時(shí)，ArrayList對(duì)象的容量還可以自動(dòng)增長默認(rèn)增長后的容量為原來的2倍，即數(shù)據(jù)項(xiàng)的個(gè)數(shù)為初始化時(shí)的2倍。集合屬性修改或者獲取ArrayList的容量ArrayList常用的屬性和方法如下表所示屬性說明Capacity獲取或設(shè)置集合可包含的元素?cái)?shù)Count獲取集合中實(shí)際包含的元素?cái)?shù)方法說明Add將元素添加到集合的結(jié)尾處Clear從集合中移除所有元素CopyTo將ArrayList或它的一部分復(fù)制到一維數(shù)組中Insert將元素插入到

5、集合的指定索引處Remove從集合中移除特定值的第一個(gè)匹配項(xiàng)RemoveAt移除集合中指定索引處的元素Reverse將集合中元素的順序反轉(zhuǎn)Sort將集合或集合的一部分進(jìn)行排序ArrayList常用的屬性和方法如下表所示屬性說明Capa【例4-7】歌唱比賽計(jì)分器。從鍵盤輸入評(píng)委打出的分?jǐn)?shù)，去掉一個(gè)最高分和一個(gè)最低分，顯示平均分。 class Score ArrayList al = new ArrayList(); public void AddMark() int i = 0; while (true) Console.WriteLine(請輸入評(píng)為分?jǐn)?shù)，以-1結(jié)束); i = int.Par

6、se(Console.ReadLine(); if (i != -1) al.Add(i); else break; public void Del() if (al.Count 2) al.Sort(); al.RemoveAt(0); al.RemoveAt(al.Count - 1); public double Average() double sum = 0; foreach (int i in al) sum += i; return sum / al.Count; class Program static void Main(string args) Score s = new

7、Score(); s.AddMark(); s.Del(); Console.WriteLine(平均分是0, s.Average(); Console.ReadKey(); 【例4-7】歌唱比賽計(jì)分器。從鍵盤輸入評(píng)委打出的分?jǐn)?shù)，去掉一Queue類Queue是先進(jìn)先出的集合類，也成為隊(duì)列。隊(duì)列的特性是一端進(jìn)，一端出，即先進(jìn)入隊(duì)列的元素將會(huì)先從出口出來。隊(duì)列一般有入隊(duì)和出隊(duì)的操作，隊(duì)列，先進(jìn)先出。Enqueue方法入隊(duì)列，Dequeue方法出隊(duì)列。 class Program static void Main(string args) Queue q = new Queue(); Console

8、.WriteLine(入隊(duì)前，隊(duì)列的大小0, q.Count); q.Enqueue(0001); q.Enqueue(洗發(fā)水); q.Enqueue(15); Console.WriteLine(入隊(duì)后，隊(duì)列的大小0, q.Count); q.Dequeue(); Console.WriteLine(出對(duì)后，隊(duì)列的大小0, q.Count); foreach (object item in q) Console.WriteLine(隊(duì)列中的元素0, item); Console.ReadKey(); Queue類Queue是先進(jìn)先出的集合類，也成為隊(duì)列。隊(duì)列的Stack類棧，后進(jìn)先出。Pus

9、h方法入棧，Pop方法出棧。Stack是又一重要的集合類，它的功能與Queue相似，但也有不同。它的特點(diǎn)是后進(jìn)先出，即最后進(jìn)入的元素會(huì)最先出來。堆棧一般有進(jìn)棧和出棧的操作。Stack類棧，后進(jìn)先出。Push方法入棧，Pop方法出棧。【例4-8】實(shí)現(xiàn)數(shù)值進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。 class Program static string Convert(int i, int j) if (i 16) return 只能將十進(jìn)制轉(zhuǎn)化為二到十六進(jìn)制; Stack stack = new Stack(); do int k = i % j; char c = (k 0) s += stack.Pop().ToStri

10、ng(); return s; static void Main(string args) Console.WriteLine(請輸入一個(gè)十進(jìn)制數(shù)：); int i = int.Parse(Console.ReadLine(); Console.WriteLine(請輸入要轉(zhuǎn)換的進(jìn)制：); int j = int.Parse(Console.ReadLine(); Console.WriteLine(Convert(i, j); Console.ReadKey(); 【例4-8】實(shí)現(xiàn)數(shù)值進(jìn)制的轉(zhuǎn)換。 class ProgramHashTable類HashTable翻譯為哈希表，表示鍵（key）

11、/值（value）對(duì)的集合，這些鍵/值對(duì)根據(jù)鍵的哈希代碼進(jìn)行組織，每一個(gè)元素都是一個(gè)存儲(chǔ)在字典實(shí)體對(duì)象中的鍵/值對(duì)。HashTable像一個(gè)字典，根據(jù)鍵可以找到相應(yīng)的值。哈希表提供了添加元素和訪問元素等方法，哈希表，名-值對(duì)。 class Program static void Main(string args) Hashtable h = new Hashtable(3); h.Add(1, 0001); h.Add(2, 洗發(fā)水); h.Add(decimal, 15); foreach (DictionaryEntry item in h) Console.WriteLine(0 1,

12、item.Key, item.Value); h.Remove(decimal); Console.WriteLine(n刪除后的哈希表); foreach (DictionaryEntry item in h) Console.WriteLine(0 1, item.Key, item.Value); Console.ReadKey(); HashTable類HashTable翻譯為哈希表，表示鍵（知識(shí)點(diǎn)2：泛型概述所謂泛型，即通過參數(shù)化類型來實(shí)現(xiàn)在同一份代碼上操作多種數(shù)據(jù)類型，泛型編程是一種編程范式，它利用“參數(shù)化類型”將類型抽象化，從而實(shí)現(xiàn)更為靈活的復(fù)用。C#泛型賦予了代碼更強(qiáng)的類型安全

13、，更好的復(fù)用，更高的效率，更清晰的約束。 知識(shí)點(diǎn)2：泛型概述所謂泛型，即通過參數(shù)化類型來實(shí)現(xiàn)在同一份代泛型泛型，是指定類型的集合，是通過參數(shù)化類型來實(shí)現(xiàn)在同一份代碼上操作多種數(shù)據(jù)的類型。泛型是在C#2.0引入的。泛型的字面意思是具有在多種數(shù)據(jù)類型上皆可操作，與模板有些相似。泛型引入了類型參數(shù)化的概念，能夠?qū)崿F(xiàn)定義的泛型類和方法將一個(gè)或多個(gè)類型的指定，推遲到客戶端代碼聲明并實(shí)例化該類或方法的時(shí)候。在編寫其他客戶端代碼時(shí)使用的單個(gè)類，不會(huì)引入運(yùn)行時(shí)強(qiáng)制轉(zhuǎn)換或裝箱操作的成本或風(fēng)險(xiǎn)。只要提供數(shù)據(jù)類型就能使用這些強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。泛型泛型，是指定類型的集合，是通過參數(shù)化類型來實(shí)現(xiàn)在同一份代泛型的特點(diǎn)如果

14、實(shí)例化泛型類型的參數(shù)相同，那么JIT編譯器會(huì)重復(fù)使用該類型。C#的泛型類型可以應(yīng)用于強(qiáng)大的反射技術(shù)。泛型無需類型的轉(zhuǎn)換操作，減少了裝箱和拆箱的操作，性能提高。泛型類型的聲明不僅可單獨(dú)聲明，也可在基類中包含泛型類型的聲明。使用泛型類型可以最大限度地重用代碼、保護(hù)類型的安全以及提高性能。泛型最常見的用途是創(chuàng)建集合類。.NET 2.0的System.Collections.Generics 命名空間包含了泛型集合定義。各種不同的集合/容器類都被“參數(shù)化”了。為使用它們,只需簡單地指定參數(shù)化的類型即可。泛型的特點(diǎn)如果實(shí)例化泛型類型的參數(shù)相同，那么JIT編譯器會(huì)重常用泛型格式編程時(shí)需要引入System.

15、Collection.Generic名稱空間，最為常用的有以下兩個(gè)： List T類型對(duì)象的集合。使用方法與ArrayList類似，但它不僅比ArrayList更安全，而且明顯地更加快速。 Dictionary V類型的項(xiàng)與K類型的鍵值相關(guān)的集合，可以理解Dictionary 是 Hashtable的泛型版本 。常用泛型格式編程時(shí)需要引入System.Collection知識(shí)點(diǎn)3：泛型集合創(chuàng)建T類型對(duì)象的泛型集合語法為：List 泛型對(duì)象名=new List(); 添加泛型List的數(shù)據(jù)項(xiàng)Add()：向列表尾部添加，輸入?yún)?shù)為T類型數(shù)據(jù)AddRange()：向列表尾部添加，輸入?yún)?shù)為T類型對(duì)象

16、組Insert()：向指定位置添加，輸入數(shù)據(jù)為位置索引和要添加的對(duì)象（T類型） 知識(shí)點(diǎn)3：泛型集合創(chuàng)建T類型對(duì)象的泛型集合語法為：示例：類型安全的泛型列表在上例中，我們編寫了一個(gè)泛型的列表的例子，在尖括號(hào)內(nèi)指定參數(shù)類型為int。該代碼的執(zhí)行將產(chǎn)生結(jié)果“Total is 7”。現(xiàn)在,如果去掉語句doubleList.Add(5.0)的注釋，將得到一個(gè)編譯錯(cuò)誤。編譯器指出它不能發(fā)送值5.0到方法Add(),因?yàn)樵摲椒▋H接受int型。不同于前例,這里的代碼實(shí)現(xiàn)了類型安全。 List aList = new List(); aList.Add(3); aList.Add(4); / aList.Add

17、(5.0); int total = 0; foreach (int val in aList) total = total + val; Console.WriteLine(Total is 0, total);示例：類型安全的泛型列表 示例：創(chuàng)建一個(gè)泛型類 public class MyListprivate static int objCount = 0;public MyList()objCount+; public int Countgetreturn objCount; class SampleClass class Programstatic void Main(string a

18、rgs)MyList myIntList = new MyList();MyList myIntList2 = new MyList();MyList myDoubleList = new MyList();MyList mySampleList = new MyList();Console.WriteLine(myIntList.Count);/輸出2Console.WriteLine(myIntList2.Count);/輸出2Console.WriteLine(myDoubleList.Count);/輸出1Console.WriteLine(mySampleList.Count);/輸

19、出1Console.WriteLine(new MyList().Count);/輸出2Console.ReadLine();示例：創(chuàng)建一個(gè)泛型類 public class【例4-9】編程判斷一個(gè)字符串是否是回文?；匚氖侵敢粋€(gè)字符序列以中間字符為基準(zhǔn)兩邊字符完全相同，如字符序列“ACBDEDBCA”是回文算法思想：判斷一個(gè)字符序列是否是回文，就是把第一個(gè)字符與最后一個(gè)字符相比較，第二個(gè)字符與倒數(shù)第二個(gè)字符比較，依次類推，第i個(gè)字符與第n-i個(gè)字符比較。如果每次比較都相等，則為回文，如果某次比較不相等，就不是回文。因此，可以把字符序列分別入隊(duì)列和棧，然后逐個(gè)出隊(duì)列和出棧并比較出隊(duì)列的字符和出棧的

20、字符是否相等，若全部相等則該字符序列就是回文，否則就不是回文。 class Program static void Main(string args) Stack s = new Stack(50); Queue q = new Queue(50); string str = Console.ReadLine(); for (int i = 0; i str.Length; +i) s.Push(stri); q.Enqueue(stri); while (s.Count != 0 & q.Count != 0) if (s.Pop() != q.Dequeue() break; if (s.

21、Count != 0 | q.Count != 0) Console.WriteLine(這不是回文！); else Console.WriteLine(這是回文！); Console.ReadKey(); 【例4-9】編程判斷一個(gè)字符串是否是回文?；匚氖侵敢粋€(gè)字符序泛型集合Dictionary泛型集合Dictionary存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方式和哈希表類似，通過鍵/值對(duì)來保存數(shù)據(jù)。它具有泛型的全部特征，編譯的時(shí)候就檢查類型約束，獲取元素的時(shí)候無須類型轉(zhuǎn)換。定義語法如下：Dictionary t=new Dictionary();泛型提供了很好的類型安全策略，添加、刪除、遍歷等操作和HashTable是

22、類似的。泛型集合Dictionary泛型集合Diction27引例分析與實(shí)現(xiàn)簡單迷宮實(shí)現(xiàn)迷宮問題:尋找一條從入口到出口的通路。8123456781234567入口出口前進(jìn)方向： 上(北)、下(南)、左(西)、右(東)東南北西 走步規(guī)則：首先從向下開始，按照逆時(shí)針方向搜索下一步可能前進(jìn)的位置27引例分析與實(shí)現(xiàn)簡單迷宮實(shí)現(xiàn)迷宮問題:尋找一條從入口到28棧迷宮問題8123456781234567(1,1)i(2,1)i(3,1)i(4,1)i(5,1)i(6,1)(7,1)i引例分析28棧迷宮問題8123456781234567(1,1)i(29棧8123456781234567(1,1)i(2,1

23、)i(3,1)i(4,1)i(5,1)i(6,1)(7,1)i (5,2)i(5,3)i(6,3)i(6,4)i(8,8)iiiiii引例分析迷宮問題29棧8123456781234567(1,1)i(2,1)引例實(shí)現(xiàn) /*向下（南）訪問*/ static bool stepdown(int i, int j) i+; if (i = 8) return false; if (ai, j = 0) return true; return false; /*向右（東）訪問*/ static bool stepright(int i, int j) j+; if (j = 8) return fa

24、lse; if (ai, j = 0 ) return true; return false; /*向上（北）訪問*/ static bool stepup(int i, int j) i-; if (i 0) return false; if (ai, j = 0) return true; return false; /*向左（西）訪問*/ static bool stepleft(int i, int j) j-; if (j 0) return false; if (ai, j = 0) return true; return false; static void migong(Stack s) int i = 0, j = 0, x; while (true) if (ai, j = 0) s.Push(i