Collections & Generics trong C#

Tại sao lại có kiểu tập hợp  Giả sử ta cần nhập 1 danh sách sinh viên để xử lí  Nếu biết trước số sinh viên, ta có thể tạo 1 mảng để chứa danh sách này  Nếu chưa biết trước số sinh v

Collections & Generics

Kiểu tập hợp và kiểu tổng quát

Tại sao lại

có kiểu tập

hợp

 Giả sử ta cần nhập 1 danh sách sinh viên để xử lí

 Nếu biết trước số sinh viên, ta có thể tạo 1 mảng để chứa danh sách này

 Nếu chưa biết trước số sinh viên, ta có thể tạo 1 mảng

đủ lớn rồi giới hạn số sinh viên được nhập

 Hai cách trên có vẻ hợp lí, nhưng nếu ta muốn nhập thêm 1 sinh viên khi mảng đã đầy thì không thể làm được

 Từ đó nảy sinh yêu cầu phải có 1 kiểu dữ liệu nào đó

có số phần tử thay đổi được, đó chính là kiểu tập hợp (Collections)

Kiểu

Collection

 NET cung cấp một số class để giải quyết sự giới hạn phần tử của mảng, đó là các lớp collection Các lớp này được thiết kế để có số phần tử thay đổi được, nó cung cấp các phương thức để chèn và xóa phần tử trong nó

 Có 2 loại kiểu tập hợp:

 Kiểu tập hợp không tổng quát (nằm trong các namespace System.Collections,

System.Collections.Specialized)

 Kiểu tập hợp tổng quát (nằm trong namespace System.Collections.Generics)

Kiểu tập

hợp không

tổng quát

 Khi nền tảng NET mới ra đời, các lập trình viên thường dùng các kiểu tập hợp không tổng quát, nằm trong namespace System.Collections (sau này từ

phiên bản NET 2.0, các kiểu tập hợp này đều được tổng quát hóa và nằm trong namespace

System.Collections.Generics)

 Các phần tử trong kiểu tập hợp không tổng quát đều

có kiểu là object

Namespace

System.Collecti

ons

Interface Ý nghĩa

ICollection Định nghĩa các thông số tổng quát của

bất kì tập hợp không tổng quát nào ICloneable Cho phép đối tượng trả về 1 đối tượng là

bản sao của nó IDictionary Cho phép đối tượng nongeneric biểu

diễn nội dun của nó bằng cặp key-value IEnumerable Cho phép trả về 1 đối tượng hiện thực

giao diện IEnumerator IEnumerator Cho phép từ khóa foreach duyệt các

phần tử của nó IList Cho phép thêm, xóa, truy cập phần tử

thông qua chỉ số của nó trong dãy

Namespace

System.Collecti

ons

Class Interface hỗ trợ

(không kể ICollection)

Ý nghĩa

ArrayList IList, IEnumerable,

ICloneable Giống như Array nhưng số phần tử của nó có thể tăng

lên nếu cần Hashtabl

e IDictionary, IEnumerable,

ICloneable

Tập hợp các cặp giá trị key-value, truy cập value theo key

Queue IEnumerable,

ICloneable Tập hợp các đối tượng theo kiểu hàng đợi (in

first-out, FIFO) SortedLi

st IDictionary, IEnumerable,

ICloneable

Tập hợp các cặp giá trị key-value, được sắp xếp thứ tự theo key, có thể truy xuất theo key hoặc theo value Stack IEnumerable,

ICloneable Tập hợp các đối tượng theo kiểu ngăn xếp (last-in

first-out LIFO), có các phương thức push và pop

Ví dụ về

ArrayList

ArrayList AL = new ArrayList(); AL.Add(“Hello”);

AL.Add(“World”);

AL.Add(“!”);

foreach(string s in AL) {

Console.WriteLine(“{0} ”, s); }

// Output // Hello World !

Các vấn đề

của kiểu tập

hợp không

tổng quát

 Vấn đề về hiệu năng: Khi bạn cần thao tác với các dữ liệu số (hoặc value type), chương trình phải tốn thêm

bộ nhớ để chuyển kiểu value sang kiểu reference lưu trữ trên heap, khi chuyển lại về kiểu value, ta lại tốn them bộ nhớ để lưu nó trên stack Những điều trên ảnh hưởng rất lớn đến hiệu năng của chương trình

 Vấn đề về an toàn kiểu: Vì kiểu dữ liệu của tập hợp không tổng quát là object nên nó có thể chứa bất kì đối tượng nào Khi ta tạo 1 danh sách những chiếc xe,

ta phải đảm bảo rằng ta chỉ thêm các đối tượng xe vào trong danh sách, nếu ta thêm các đối tượng khác, việc biên dịch vẫn thành công nhưng sẽ gây lỗi lúc

chạy

Cái nhìn

đầu tiên về

kiểu tổng

quát

List<Car> carList = new List<Car>(); carList.Add(new Car(“Red”));

carList.Add(new Car(“Green”));

List<int> intList = new List<int>(); intList.Add(1);

// Lệnh sau sẽ gây lỗ0i // intList.Add(new Car(“Red”));

Kiểu dữ liệu

trừu tượng

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

IList, ICollection, IReadOnlyList<T>,

IReadOnlyCollection<T>, IEnumerable<T>,

IEnumerable

{ public void Add(T item);

public int BinarySearch(T item);

public bool Contains(T item);

public bool Remove(T item);

public T[] ToArray();

}

Kiểu dữ liệu

trừu tượng

public class List<int> : IList<int>,

ICollection<int>, IList, ICollection,

IReadOnlyList<int>, IReadOnlyCollection<int>,

IEnumerable<int>, IEnumerable

{ public void Add(int item);

public int BinarySearch(int item);

public bool Contains(int item);

public bool Remove(int item);

public int[] ToArray();

}

Kiểu dữ liệu

trừu tượng

 Kiểu dữ liệu cũng dùng trong các thành viên generic:

Array.Sort<int>(intList);

Array.Sort<Car>(carList);

 Giao diện generic

public interface IComparable<T>

{ int CompareTo(T obj);

}

Namespace

System.Collecti

ons.Generic

ICollection<T> Định nghĩa các thông số tổng quát của

bất kì tập hợp tổng quát nào IComparer<T> Cho phép đối tượng so sánh với đối

tượng khác IDictionary<TK

ey, TValue> Cho phép đối tượng generic biểu diễn nội dun của nó bằng cặp key-value IEnumerable<T

> Cho phép trả về 1 đối tượng hiện thực giao diện IEnumerator IEnumerator<T

> Cho phép từ khóa foreach duyệt các phần tử của nó IList<T> Cho phép thêm, xóa, truy cập phần tử

thông qua chỉ số của nó trong dãy

Namespace

System.Collecti

ons.Generic

Class Interface hỗ trợ Ý nghĩa

List<T> IList<T>,

IEnumerable<T>, ICollection<T>

Giống ArrayList

Dictionary

<TKey, TValue>

IDictionary<TKey, TValue>,

IEnumerable<T>

Giống Hashtable

Queue<T> IEnumerable<T>,

ICollection Giống Queue LinkedList<T

> IEnumerable<T>, ICollection<T> Danh sách móc nối 2 chiều Stack<T> IEnumerable<T>,

ICollection Giống Stack SortedDiction

ary

<TKey, TValue>

ICollection<T>, IDictionary<TKey, TValue>,

IEnumerable<T>

Giống Dictionary + các phần tử được sắp xếp

Khởi tạo đối

tượng

collection

 Cú pháp khởi tạo đối tượng này chỉ áp dụng cho các class có phương thức Add

List<int> intList = new List<int> { 1, 2, 4, 5 };

ArrayList myList = new ArrayList { 3, 6, 4,

7 };

 Khác với mảng, khi khởi tạo đối tượng collection, ta phải sử dụng từ khóa new

int[] arr = { 0, 1, 3, 7 };

Một vài

class

generic

collection

 List<T>:

 Add(T): thêm 1 phần tử vào cuối danh sách

 Remove(T): xóa 1 phần tử xuất hiện đầu tiên trong danh sách

 Queue<T>:

 Dequeue(): trả về phần tử đầu tiên của hàng đợi và xóa nó

 Enqueue(T): thêm phần tử vào cuối hàng đợi

 Peek(): lấy phần tử đầu tiên của hàng đợi nhưng không xóa nó

 Stack<T>:

 Push(T): thêm phần tử vào đầu ngăn xếp

 Pop(): trả về phần tử đầu tiên của ngăn xếp và xóa nó

 Peek(): lấy phần tử đầu tiên của ngăn xếp nhưng không xóa nó

Tự tạo

phương

thức

generic

 Ví dụ ta muốn đổi chỗ 2 đối tượng cùng 1 kiểu, nếu viết theo cách thông thường, ta phải viết từng phương thức cho từng kiểu dữ liệu Với generic, ta chỉ cần viết

1 phương thức

static void DoiCho<T>(ref T a, ref T b) {

T temp = a;

a = b;

b = temp;

}

 Khi gọi phương thức này, tùy thuộc vào kiểu của đổi tượng mà ta thay đổi kiểu của T:

DoiCho<int>(ref a, ref b);

DoiCho<Car>(ref car1, ref car2);

Tự tạo class

hoặc struct

generic

public class Point<T>

{ public T X { get; set; } public T Y { get; set; } public void Draw()

{ Console.WriteLine("{0} {1}", X, Y); }

public Point() { } public Point(T xVal, T yVal) {

X = xVal;

Y = yVal;

} }

Tương tự như các class

hoặc struct bình thường,

chỉ khác là những kiểu dữ

liệu được tổng quát hóa

thành kí hiệu T

Từ khóa

default

 Từ khóa default dùng để lấy giá trị mặc định của 1 kiểu dữ liệu

 Nếu đó là kiểu value, nó sẽ trả về 0, hoặc false…

 Nếu là kiểu reference, sẽ trả về null

public void ResetData() {

X = Y = default(T);

}

Giới hạn

kiểu dữ liệu

trong

generic

where T : struct Kiểu T là kiểu value (struct, int,

double…) where T : class Kiểu T là kiểu reference where T : new() Kiểu T phải có hàm khởi tạo mặc định

(không tham số) where T : tên

class Kiểu T phải kế thừa (trực tiếp hoặc gián tiếp) từ class chỉ định where T : tên

interface Kiểu T phải hiện thực giao diện chỉ định

Có thể sử dụng cùng lúc nhiều loại mã giới hạn public class MyGeneric1<T> where T : struct public class MyGeneric2<T> where T : class, new() public class MyGeneric3<T> where T : struct,

IPoint

public void Swap<T>(ref T a, ref T b) where T : class