исок.
inv.Add(new Inventory("Кусачки", 5.95, 3));
inv.Add(new Inventory("Отвертки", 8.29, 2));
inv.Add(new Inventory("Молотки", 3.50, 4));
inv.Add(new Inventory("Дрели", 19.88, 8));
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
}
}
Данный пример отличается от предыдущего лишь передачей типа Inventory в
качестве аргумента типа конструктору класса List. А в остальном оба примера
рассматриваемой здесь программы практически одинаковы. Это, по существу, означа
ет, что для применения обобщенной коллекции не требуется никаких особых усилий,
но при сохранении в такой коллекции объекта конкретного типа строго соблюдается
типовая безопасность.
Тем не менее для обоих примеров рассматриваемой здесь программы характерна
еще одна особенность: они довольно кратки. Если учесть, что для организации дина
мического массива, где можно хранить, извлекать и обрабатывать данные товарных
запасов, потребуется не менее 40 строк кода, то преимущества коллекций сразу же
становятся очевидными. Нетрудно догадаться, что рассматриваемая здесь программа
получится длиннее в несколько раз, если попытаться закодировать все эти функции
коллекции вручную. Коллекции предлагают готовые решения самых разных задач
программирования, и поэтому их следует использовать при всяком удобном случае.
У рассматриваемой здесь программы имеется все же один не совсем очевидный
недостаток: коллекция не подлежит сортировке. Дело в том, что в классах ArrayList
и List отсутствуют средства для сравнения двух объектов типа Inventory. Но из
этого положения имеются два выхода. Во-первых, в классе Inventory можно реализо
вать интерфейс IComparable, в котором определяется метод сравнения объектов дан
ного класса. И во-вторых, для целей сравнения можно указать объект типа IComparer.
Оба подхода рассматриваются далее по очереди.
Реализация интерфейса IComparable
Если требуется отсортировать коллекцию, состоящую из объектов определяе
мого пользователем класса, при условии, что они не сохраняются в коллекции клас
са SortedList, где элементы располагаются в отсортированном порядке, то в такой
коллекции должен быть известен способ сортировки содержащихся в ней объектов.
С этой целью можно, в частности, реализовать интерфейс IComparable для объектов
сохраняемого типа. Интерфейс IComparable доступен в двух формах: обобщенной и
необобщенной. Несмотря на сходство применения обеих форм данного интерфейса,
между ними имеются некоторые, хотя и небольшие, отличия, рассматриваемые ниже.
Реализация интерфейса IComparable для необобщенных коллекций
Если требуется отсортировать объекты, хранящиеся в необобщенной коллек
ции, то для этой цели придется реализовать необобщенный вариант интерфейса
IComparable. В этом варианте данного интерфейса определяется только один метод
CompareTo(), который определяет порядок выполнения самого сравнения. Ниже
приведена общая форма объявления метода CompareTo().
int CompareTo(object obj)
В методе CompareTo() вызывающий объект сравнивается с объектом obj. Для со
ртировки объектов по нарастающей конкретная реализация данного метода должна
возвращать нулевое значение, если значения сравниваемых объектов равны; положи
тельное — если значение вызывающего объекта больше, чем у объекта obj; и отри
цательное — если значение вызывающего объекта меньше, чем у объекта obj. А для
сортировки по убывающей можно обратить результат сравнения объектов. Если же
тип объекта obj не подходит для сравнения с вызывающим объектом, то в методе
CompareTo() может быть сгенерировано исключение ArgumentException.
В приведенном ниже примере программы демонстрируется конкретная реализа
ция интерфейса IComparable. В этой программе интерфейс IComparable вводится
в класс Inventory, разработанный в двух последних примерах из предыдущего раз
дела. В классе Inventory реализуется метод CompareTo() для сравнения полей name
объектов данного класса, что дает возможность отсортировать товарные запасы по наи
менованию. Как показано в данном примере программы, коллекция объектов класса
Inventory подлежит сортировке благодаря реализации интерфейса IComparable в
этом классе.
// Реализовать интерфейс IComparable.
using System;
using System.Collections;
// Реализовать необобщенный вариант интерфейса IComparable.
class Inventory : IComparable {
string name;
double cost;
int onhand;
public Inventory(string n, double c, int h) {
name = n;
cost = c;
onhand = h;
}
public override string ToString() {
return
String.Format("{0,-10(Стоимость: {1,6:С} Наличие: {2}",
name, cost, onhand);
}
// Реализовать интерфейс IComparable.
public int CompareTo(object obj) {
Inventory b;
b = (Inventory) obj;
return name.CompareTo(b.name);
}
}
class IComparableDemo {
static void Main() {
ArrayList inv = new ArrayList();
// Добавить элементы в список.
inv.Add(new Inventory("Кусачки", 5.95, 3));
inv.Add(new Inventory("Отвертки", 8.29, 2));
inv.Add(new Inventory("Молотки", 3.50, 4));
inv.Add(new Inventory("Дрели", 19.88, 8));
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов до сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
Console.WriteLine();
// Отсортировать список.
inv.Sort();
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов после сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
}
}
Ниже приведен результат выполнения данной программы. Обратите внимание на
то, что после вызова метода Sort() товарные запасы оказываются отсортированными
по наименованию.
Перечень товарных запасов до сортировки:
Кусачки Стоимость: $5.95 Наличие: 3
Отвертки Стоимость: $8.29 Наличие: 2
Молотки Стоимость: $3.50 Наличие: 4
Дрели Стоимость: $19.88 Наличие: 8
Перечень товарных запасов после сортировки:
Дрели Стоимость: $19.88 Наличие: 8
Кусачки Стоимость: $5.95 Наличие: 3
Молотки Стоимость: $3.50 Наличие: 4
Отвертки Стоимость: $8.29 Наличие: 2
Реализация интерфейса IComparable для обобщенных коллекций
Если требуется отсортировать объекты, хранящиеся в обобщенной коллек
ции, то для этой цели придется реализовать обобщенный вариант интерфейса
IComparable. В этом варианте интерфейса IComparable определяется приведен
ная ниже обобщенная форма метода CompareTo().
int CompareTo (Т other)
В методе CompareTo() вызывающий объект сравнивается с другим объектом
other. Для сортировки объектов по нарастающей конкретная реализация данного
метода должна возвращать нулевое значение, если значения сравниваемых объектов
равны; положительное — если значение вызывающего объекта больше, чем у объекта
другого other; и отрицательное — если значение вызывающего объекта меньше, чем
у другого объекта other. А для сортировки по убывающей можно обратить результат
сравнения объектов. При реализации обобщенного интерфейса IComparable имя
типа реализующего класса обычно передается в качестве аргумента типа.
Приведенный ниже пример программы является вариантом предыдущего при
мера, измененным с целью реализовать и использовать обобщенный интерфейс
IComparable<Т>. Обратите внимание на применение класса обобщенной коллекции
List вместо класса необобщенной коллекции ArrayList.
// Реализовать интерфейс IComparable.
using System;
using System.Collections.Generic;
// Реализовать обобщенный вариант интерфейса IComparable.
class Inventory : IComparable {
string name;
double cost;
int onhand;
public Inventory(string n, double c, int h) {
name = n;
cost = c;
onhand = h;
}
public override string ToString() {
return
String.Format("{0,-10}Стоимость: {1,6:С} Наличие: {2}",
name, cost, onhand);
}
// Реализовать интерфейс IComparable.
public int CompareTo(Inventory obj) {
return name.CompareTo(obj.name);
}
}
class GenericIComparableDemo {
static void Main() {
List inv = new List();
// Добавить элементы в список.
inv.Add(new Inventory("Кусачки", 5.95, 3));
inv.Add(new Inventory("Отвертки", 8.2 9, 2));
inv.Add(new Inventory("Молотки", 3.50, 4));
inv.Add(new Inventory("Дрели", 19.88, 8));
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов до сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i) ;
}
Console.WriteLine();
// Отсортировать список.
inv.Sort();
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов после сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
}
}
Эта версия программы дает такой же результат, как и предыдущая, необобщенная
версия.
Применение интерфейса IComparer
Для сортировки объектов определяемых пользователем классов зачастую проще
всего реализовать в этих классах интерфейс IComparable. Тем не менее данную задачу
можно решить и с помощью интерфейса IComparer. Для этой цели необходимо сна
чала создать класс, реализующий интерфейс IComparer, а затем указать объект этого
класса, когда потребуется сравнение.
Интерфейс IComparer существует в двух формах: обобщенной и необобщенной.
Несмотря на сходство применения обеих форм данного интерфейса, между ними име
ются некоторые, хотя и небольшие, отличия, рассматриваемые ниже.
Применение необобщенного интерфейса IComparer
В необобщенном интерфейсе IComparer определяется только один метод,
Compare().
int Compare(object x, object y)
В методе Compare() сравниваются объекты x и у. Для сортировки объектов по на
растающей конкретная реализация данного метода должна возвращать нулевое зна
чение, если значения сравниваемых объектов равны; положительное — если значение
объекта х больше, чем у объекта у; и отрицательное — если значение объекта х мень
ше, чем у объекта у. А для сортировки по убывающей можно обратить результат срав
нения объектов. Если же тип объекта х не подходит для сравнения с объектом у, то в
методе CompareTo() может быть сгенерировано исключение ArgumentException.
Объект типа IComparer может быть указан при конструировании объекта класса
SortedList, при вызове метода ArrayList.Sort(IComparer), а также в ряде других
мест в классах коллекций. Главное преимущество применения интерфейса IComparer
заключается в том, что сортировке подлежат объекты тех классов, в которых интерфейс
IComparable не реализуется.
Приведенный ниже пример программы является вариантом рассматривавшегося
ранее необобщенного примера программы учета товарных запасов, переделанного с
целью воспользоваться интерфейсом IComparer для сортировки перечня товарных за
пасов. В этом варианте программы сначала создается класс CompInv, в котором реали
зуется интерфейс IComparer и сравниваются два объекта класса Inventory. А затем
объект класса CompInv указывается в вызове метода Sort() для сортировки перечня
товарных запасов.
// Использовать необобщенный вариант интерфейса IComparer.
using System;
using System.Collections;
// Создать объект типа IComparer для объектов класса Inventory.
class CompInv : IComparer {
// Реализовать интерфейс IComparer.
public int Compare(object x, object y) {
Inventory, a, b;
a = (Inventory) x;
b = (Inventory) y;
return string.Compare(a.name, b.name, StringComparison.Ordinal);
}
}
class Inventory {
public string name;
double cost;
int onhand;
public Inventory(string n, double c, int h) {
name = n;
cost = c;
onhand = h;
}
public override string ToString() {
return
String.Format("{0,-10} Цена: {1,6:С} В наличии: {2}",
name, cost, onhand);
}
}
class IComparerDemo {
static void Main() {
CompInv comp = new CompInv();
ArrayList inv = new ArrayList();
// Добавить элементы в список.
inv.Add(new Inventory("Кусачки", 5.95, 3));
inv.Add(new Inventory("Отвертки", 8.29, 2));
inv.Add(new Inventory("Молотки", 3.50, 4));
inv.Add(new Inventory ("Дрели", 19.88, 8));
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов до сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
Console.WriteLine();
// Отсортировать список, используя интерфейс IComparer.
inv.Sort(comp);
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов после сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
}
}
Эта версия программы дает такой же результат, как и предыдущая.
Применение обобщенного интерфейса IComparer
Интерфейс IComparer является обобщенным вариантом интерфейса IComparer.
В нем определяется приведенный ниже обобщенный вариант метода Compare().
int Compare(Т х, Т у)
В этом методе сравниваются объекты х и у и возвращается нулевое значение, если
значения сравниваемых объектов равны; положительное — если значение объекта х
больше, чем у объекта у; и отрицательное — если значение объекта х меньше, чем у
объекта у.
Ниже приведена обобщенная версия предыдущей программы учета товарных за
пасов, в которой теперь используется интерфейс IComparer. Она дает такой же
результат, как и необобщенная версия этой же программы.
// Использовать обобщенный вариант интерфейса IComparer.
using System;
using System.Collections.Generic;
// Создать объект типа IComparer для объектов класса Inventory.
class CompInv : IComparer where T : Inventory {
// Реализовать интерфейс IComparer.
public int Compare(T x, T y) {
return string.Compare(x.name, y.name, StringComparison.Ordinal);
}
}
class Inventory {
public string name;
double cost;
int onhand;
public Inventory(string n, double c, int h) {
name = n;
cost = c;
onhand = h;
}
public override string ToString() {
return
String.Format("{0,-10} Цена: {1,6:С} В наличии: {2}",
name, cost, onhand);
}
}
class GenericIComparerDemo {
static void Main() {
CompInv comp = new CompInv();
List inv = new List();
// Добавить элементы в список.
inv.Add(new Inventory("Кусачки", 5.95, 3));
inv.Add(new Inventory("Отвертки", 8.29, 2));
inv.Add(new Inventory("Молотки", 3.50, 4));
inv.Add(new Inventory("Дрели", 19.88, 8));
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов до сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
Console.WriteLine ();
// Отсортировать список, используя интерфейс IComparer.
inv.Sort(comp);
Console.WriteLine("Перечень товарных запасов после сортировки:");
foreach(Inventory i in inv) {
Console.WriteLine(" " + i);
}
}
}
Применение класса StringComparer
В простых примерах из этой главы указывать явно способ сравнения символьных
строк совсем не обязательно. Но это может потребоваться в тех случаях, когда строки
сохраняются в отсортированной коллекции или когда строки ищутся либо сортиру
ются в коллекции. Так, если строки должны быть отсортированы с учетом настроек
одной культурной среды, а затем их приходится искать с учетом настроек другой куль
турной среды, то во избежание ошибок, вероятнее всего, потребуется указать способ
сравнения символьных строк. Аналогичная ситуация возникает и при хешировании
коллекции. Для подобных (и других) случаев в конструкторах классов некоторых кол
лекций предусмотрена поддержка параметра типа IComparer. С целью явно указать
способ сравнения символьных строк этому параметру передается в качестве аргумента
экземпляр объекта класса StringComparer.
Класс StringComparer был подробно описан в главе 21 при рассмотрении вопросов
сортировки и поиска в массивах. В этом классе реализуются интерфейсы IComparer,
IComparer, IEqualityComparer, а также IEqualityComparer.
Следовательно, экземпляр объекта типа StringComparer может быть передан па
раметру типа IComparer в качестве аргумента. В классе StringComparer опреде
ляется несколько доступных только для чтения свойств, возвращающих экземпляр
объекта типа StringComparer, который поддерживает различные способы срав
нения символьных строк. Как пояснялось в главе 21, к числу этих свойств относятся
следующие: CurrentCulture, CurrentCultureIgnoreCase, InvariantCulture,
InvariantCultureIgnoreCase, Ordinal, а также OrdinalIgnoreCase. Все эти свой
ства можно использовать для явного указания способа сравнения символьньгх строк.
В качестве примера ниже показано, как коллекция типа SortedList конструируется для хранения символьных строк, ключи которых сравнива
ются порядковым способом.
SortedList users =
new SortedList(StringComparer.Ordinal);
Доступ к коллекции с помощью перечислителя
К элементам коллекции нередко приходится обращаться циклически, например,
для отображения каждого элемента коллекции. С этой целью можно, с одной сторо
ны, организовать цикл foreach, как было показано в приведенных выше примерах,
а с другой — воспользоваться перечислителем. Перечислитель — это объект, который
реализует необобщенный интерфейс IEnumerator или обобщенный интерфейс
IEnumerator<Т>.
В интерфейсе IEnumerator определяется одно свойство, Current, необобщенная
форма которого приведена ниже.
object Current { get; }
А в интерфейсе IEnumerator объявляется следующая обобщенная форма
свойства Current.
Т Current { get; }
В обеих формах свойства Current получается текущий перечисляемый элемент
коллекции. Но поскольку свойство Current доступно только для чтения, то перечис
литель может служить только для извлечения, но не видоизменения объектов в кол
лекции.
В интерфейсе IEnumerator определяются два метода. Первым из них является ме
тод MoveNext(), объявляемый следующим образом.
bool MoveNext()
При каждом вызове метода MoveNext() текущее положение перечислителя сме
щается к следующему элементу коллекции. Этот метод возвращает логическое значе
ние true, если следующий элемент коллекции доступен, и логическое значение false,
если достигнут конец коллекции. Перед первым вызовом метода MoveNext() значение
свойства Current оказывается неопределенным. (В принципе до первого вызова ме
тода MoveNext() перечислитель обращается к несуществующему элементу, который
должен находиться перед первым элементом коллекции. Именно поэтому приходится
вызывать метод MoveNext(), чтобы перейти к первому элементу коллекции.)
Для установки перечислителя в исходное положение, соответствующее началу кол
лекции, вызывается приведенный ниже метод Reset().
void Reset()
После вызова метода Reset() перечисление вновь начинается с самого начала кол
лекции. Поэтому, прежде чем получить первый элемент коллекции, следует вызвать
метод MoveNext().
В интерфейсе IEnumerator методы MoveNext() и Reset() действуют по тому
же самому принципу.
Необходимо также обратить внимание на два следующих момента. Во-первых,
перечислитель нельзя использовать для изменения содержимого перечисляемой с
его помощью коллекции. Следовательно, перечислители действуют по отношению к
коллекции как к доступной только для чтения. И во-вторых, любое изменение в пере
числяемой коллекции делает перечислитель недействительным.
Применение обычного перечислителя
Прежде чем получить доступ к коллекции с помощью перечислителя, необходи
мо получить его. В каждом классе коллекции для этой цели предоставляется метод
GetEnumerator(), возвращающий перечислитель в начало коллекции. Используя
этот перечислитель, можно получить доступ к любому элементу коллекции по оче
реди. В целом, для циклического обращения к содержимому коллекции с помощью
перечислителя рекомендуется придерживаться приведенной ниже процедуры.