C#教材(10) 陣列與集合

陣列與集合

之前有提過變數問題，但是當我們有一群相同資料型別，例如: 班上數學成績、

客戶名單等等。我們使用變數一個個儲存太過麻煩且沒有效率，這一類的資料

我們可以用陣列或是集合來做存取。

• 陣列

  陣列是用來儲存資料群，我們可以將一個資料稱為元素，每個元素都有他們的

  位置方便我們存取，我們稱為索引值。   

(1) 一維陣列

陣列宣告方式:
                         DataType[] ArrayName = new DataType[] 

                         Ex: int[] men = new int[length] ;

初始化 :
     (i)預先給值

                         Ex:  int[] pins = new int[4] {9,3,7,2};

     (ii)個別元素

                         Ex:  int[] pins = new int[4] ;
                                 

 
讀取單一元素:
                        Ex:  pins[0]   //讀取第一個元素 ，結果為 : 9
                               pins[1]   //讀取第二個元素，結果為 : 3  
                               pins[2]   //讀取第三個元素 ，結果為 : 7
讀取全部元素:

     (i) FOR
int[] intArray = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

 for (int i = 0; i < intArray.Length; i++)
 {
     Console.Write(intArray[i] + ",");
  }

    (ii) FOREACH

    用來讀取陣列所有的元素，他會逐一檢視陣列的變數值，將他逐一將元素

int[] intArray = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

     foreach(int item in intArray)

{

Console.Write(item+",") ; 

}

(2) 多維陣列

                              DataType[,] ArrayName = new DataType[int d1, int d2] 

                              DataType[, ,] ArrayName = new DataType[int d1, int d2, int d3]              
     (i)預先給值

                         Ex:   int[,] intMArray = new int[2, 4]{{1,2,3,4},{5,6,7,8}};

     (ii)個別元素

int[,] intMArray2 = new int[2, 4];
intMArray2[0, 2] = 10;
intMArray2[0, 3] = 20;
intMArray2[1, 3] = 100;

(3) 無固定長度陣列
                              DataType[][] ArrayName = new DataType[int d1][] 
                              DataType[] ArrayName = new DataType[int d2] 
                              DataType[] ArrayName = new DataType[int d3] 

    Ex:
  string[][] strArray = new string[4][];
strArray[0] = new string[3] { "apple", "banana", "pineapple" };
strArray[1] = new string[4] { "novel", "cartoon", "managize", "education" };

foreach (string[] onelayer in strArray)
{
                                //因為只有規劃兩列的陣列，所以當為null就不做取出
if (onelayer == null)
{
break;
}
foreach (string item in onelayer)
{
Console.Write(item+",");
}
Console.WriteLine();
}

• System.Array類別

當我們建立陣列時，有些屬性或是方法他會自動的繼承，例如:GetValue取的元素值、
Copy複製物件等等。
    參考:http://msdn.microsoft.com/zh-tw/library/system.array.aspx
   
   宣告方式:
    int[] intArray = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    int[] copyArray = new int[10] ;

方法	說明	例子
void Copy(SourceArray, DestinactionArray, Int64) void Copy(SourceArray, DestinactionArray, Int32)	複製陣列	Array.Copy(intArray, copyArray, 5); //copyArray 內容為 1,2,3,4,5
void  Copy(Array, Int32, Array, Int32, Int32) void  Copy(Array, Int32, Array, Int64, Int64)	說明	例子
int GetLength(Int64)	取得陣列的長度	intArray.GetLength(0)  //10
Object GetValue(Int64)	取得元素值	intArray.GetValue(1) // 2
Reverse(Array)	逆排序	Reverse// 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1
Sort(Array)	順排序	Reverse // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10

建立隱含型別 :
   var names = new[] {"John" , "Diana" , "James"} ;

   var numbers = new[] {1 , 2 , 3.5 , 99.99} ;

• 集合

集合可以說是物件的集合，他可以一次處理多個物件，.NET將物件規劃在System.Collection
你可以透過實作介面或是利用現成的方法去完成，集合的處理。接下來我們介紹集合幾個
重要的類別及介面:

1. ArrayList

ArrayList是實作List介面的的類別，他跟Array很相似，陣列宣告時需要給定明確長度，但是
如果我們對一組資料可能沒有辦法決定明確的長度，這是建議可以使用ArrayList來宣告。

     //規劃員工類別: 職工編號、年紀、薪水
      class Employee :IComparable
{
public String no;
public int age;
public int salary;
}

        ArrayList alist = new ArrayList();
Console.WriteLine("初始化的長度: {0}",alist.Count) ;

//輸入員工清單
Console.WriteLine("===輸入員工清單===");
for (int i = 0; i <= 7; i++)
{
Random random = new Random() ;
Employee employee = new Employee() ;
employee.no = String.Format("{0}", i);
System.Threading.Thread.Sleep(500);
employee.age = random.Next(18, 65);
employee.salary = random.Next(15000, 50000);
alist.Add(employee);
}

//插入空降部隊
alist.Insert(3, new Employee { no="8" , salary=50000, age=30 });

//列出員工清單
foreach (Employee emp in alist)
{
Console.Write("編號:{0},",emp.no) ;
Console.Write("年齡:{0},", emp.age);
Console.Write("薪水:{0},", emp.salary);
Console.WriteLine() ;
}

Console.WriteLine("===移除空降部隊===");
alist.Remove(alist[3]);  //移除空降部隊

Console.WriteLine("===組織改選===");
alist.Reverse();   //組織改選

//列出員工清單
foreach (Employee emp in alist)
{
Console.Write("編號:{0},", emp.no);
Console.Write("年齡:{0},", emp.age);
Console.Write("薪水:{0},", emp.salary);
Console.WriteLine();
}

結果:

2. IComparable介面
   這個介面主要可以用來實現排序的功能，依據某個值是否大於、 等於或小於另傳
   回 1、 0 或-1

    //實作年齡 IComparable介面
  class Employee :IComparable
{
public String no;
public int age;
public int salary;

public int CompareTo(object obj)
{
Employee refEmp = (Employee)obj;
return this.age.CompareTo(refEmp.age);
}
}

ArrayList alist = new ArrayList();
Console.WriteLine("初始化的長度: {0}",alist.Count) ;

//輸入員工清單
Console.WriteLine("===輸入員工清單===");
for (int i = 0; i <= 7; i++)
{
Random random = new Random() ;
Employee employee = new Employee() ;
System.Threading.Thread.Sleep(500);
employee.no = random.Next(1, 20).ToString();
employee.age = random.Next(18, 65);
employee.salary = random.Next(15000, 50000);
alist.Add(employee);
}

//插入空降部隊
alist.Insert(3, new Employee { no="8" , salary=50000, age=30 });

//員工以年齡排序
alist.Sort();
//列出員工清單
foreach (Employee emp in alist)
{
Console.Write("編號:{0},",emp.no) ;
Console.Write("年齡:{0},", emp.age);
Console.Write("薪水:{0},", emp.salary);
Console.WriteLine() ;
}

3. 列舉
逐一列舉出元素，集合常用的模式，而IEnumberator負責這些方法的定義，如MoveNext、
Reset、MoveNext等等。

        class EnumEx1:IEnumerable
{
public IEnumerator GetEnumerator()
{
throw new NotImplementedException();
}
}

實例:
      public class Employee : IComparable, IEnumerable, IEnumerator
{
public String no;
public int age;
public int salary;

int currentIndex = -1;
ArrayList empList = new ArrayList();

public Employee()
{

}

public Employee(ArrayList empolyeeArrayList)
{
this.empList = empolyeeArrayList;
}

public int CompareTo(object obj)
{
Employee refEmp = (Employee)obj;
return this.age.CompareTo(refEmp.age);
}

//IEnumerable
public IEnumerator GetEnumerator()
{
return this.empList.GetEnumerator();
}

//IEnumerator
public object Current
{
get { return empList[currentIndex]; }
}

public bool MoveNext()
{
bool result = false;
if (empList.Count >= currentIndex)
{
currentIndex += -1;
result = true;
}

return result;
}

public void Reset()
{
currentIndex = -1;
}
}

  class ArrayListEx
{
public static void Main()
{
ArrayList alist = new ArrayList();
Console.WriteLine("初始化的長度: {0}",alist.Count) ;

//輸入員工清單
Console.WriteLine("===輸入員工清單===");
for (int i = 0; i <= 7; i++)
{
Random random = new Random() ;
Employee employee = new Employee() ;
System.Threading.Thread.Sleep(500);
employee.no = random.Next(1, 20).ToString();
employee.age = random.Next(18, 65);
employee.salary = random.Next(15000, 50000);
alist.Add(employee);
}

Employee empAction = new Employee(alist);
IEnumerator enumtor = empAction.GetEnumerator();

while(enumtor.MoveNext())
{
Employee employee = (Employee)enumtor.Current;
Console.WriteLine("no:"+employee.no + "\t");
Console.WriteLine("age:"+employee.age + "\t");
Console.WriteLine("salary:"+employee.salary + "\t");
}
}




常用的介面

1. ICollection介面

當我們實作ICollection介面時，我們需要實作下列的方法。

class CollectionEx1 : ICollection
{
public void CopyTo(Array array, int index)
{
throw new NotImplementedException();
}

public int Count
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public bool IsSynchronized
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public object SyncRoot
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public IEnumerator GetEnumerator()
{
throw new NotImplementedException();
}
}

      2.IList

      class IListExt :IList
{
public int Add(object value)
{
throw new NotImplementedException();
}

public void Clear()
{
throw new NotImplementedException();
}

public bool Contains(object value)
{
throw new NotImplementedException();
}

public int IndexOf(object value)
{
throw new NotImplementedException();
}

public void Insert(int index, object value)
{
throw new NotImplementedException();
}

public bool IsFixedSize
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public bool IsReadOnly
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public void Remove(object value)
{
throw new NotImplementedException();
}

public void RemoveAt(int index)
{
throw new NotImplementedException();
}

public object this[int index]
{
get
{
throw new NotImplementedException();
}
set
{
throw new NotImplementedException();
}
}

public void CopyTo(Array array, int index)
{
throw new NotImplementedException();
}

public int Count
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public bool IsSynchronized
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public object SyncRoot
{
get { throw new NotImplementedException(); }
}

public IEnumerator GetEnumerator()
{
throw new NotImplementedException();
}
}

• 堆疊與促列(stack & queue)

(1) 堆疊(stack)
    堆疊是一種後進先出的資料結構，就是跟發牌的排列一樣，我們可以利用stack的類別
    去使用，他分別實作ICollection、IEnumerable和ICloneable這三種介面。stack提供兩個重
    要的方法Pop和Push，Pop為放入以及Push為取出。
   
    Ex:
           Stack numberStack = new Stack();
            numberStack.Push("dog");
            numberStack.Push("a");
            numberStack.Push("is");
            numberStack.Push("it");
            Console.WriteLine("Count:{0} ", numberStack.Count);

            Console.WriteLine("{0} ", numberStack.Pop());
            Console.WriteLine("{0} ", numberStack.Pop());
            Console.WriteLine("{0} ", numberStack.Pop());
            Console.WriteLine("{0} ", numberStack.Pop());
   
     Ans : it is a dog


 (2)促列(queue)
 促列是一種先進先出的資料結構，最先加入會先被取出，例如: 排隊、網路資料處理等等
 Queue分別實作ICollection、IEnumerable和ICloneable這三種介面。queue的預設容量大小32。
 queue提供兩個重要的方法enqueue和dequeue，enqueue為放入以及dequeue為取出。

        public static void Main()
        {
            Queue queue = new Queue();
            queue.Enqueue("it");
            queue.Enqueue("is");
            queue.Enqueue("a");
            queue.Enqueue("dog");

            Console.WriteLine("{0}",queue.Dequeue());
            Console.WriteLine("{0}", queue.Dequeue());
            Console.WriteLine("{0}", queue.Dequeue());
            Console.WriteLine("{0}", queue.Dequeue());
        }

 Ans : it is a dog



(3)雜湊(hashtable)
 它是一種資料結構的方式，透過數學方函式運算，將集合中的元素經由雜湊函式轉換
 來對應表格中的索引值。