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移除书签19.2.7 List＜T＞
List＜T＞类是ArrayList类的泛型等效版本，两者功能相似。图19-17是List＜T＞的类图，可以看到它实现了6个接口，实际上是3对接口：
❑IEnumerable＜T＞和IEnumerable
❑ICollection＜T＞和ICollection
❑IList＜T＞和IList
使用泛型版本的List＜T＞有很多好处，比如类型安全和可以存储引用类型以及值类型的数据（ArrayList只能存储System.Object类型的数据，这将避免在ArrayList存储值类型数据时的装箱、拆箱操作，以及在存储引用类型时的显式类型转换操作，因此泛型版本的List＜T＞会带来一定的性能优势）。当需要创建一个List＜T＞类型的对象时，需要指定类型参数T的值，即指定该集合将要包含的元素的数据类型，这就保证此集合只包含该种类型的元素数据。另外，泛型版本的List＜T＞还提供了对集合元素的搜索、排序以及其他的方法。
图 19-17 List＜T＞的类图
List＜T＞类的一些重要特性如下：
❑可以添加null值到集合中；
❑允许集合中的元素重复；
❑可以使用整数索引访问此集合中的元素，索引从零开始。
接下来，我们介绍List＜T＞的公共构造函数，这些公共构造函数对应着该类实例化的方式。List＜T＞共有3个公共构造函数：
❑List（）：使用默认初始容量初始化一个空的实例；
❑List（IEnumerable＜T＞collection）：创建一个实例，并从指定集合collection中复制元素到新实例中；
❑List（int capacity）：使用指定的初始容量初始化一个空的实例。
如果在创建List＜T＞的对象时，没有指定List＜T＞列表的容量大小，则默认容量大小是0。但是一旦有数据加入到列表，则列表的容量就会自动扩展到4；而当第5个元素加入时，列表容量就自动扩展到8；同理，当第9个数据加入，容量就会扩展到16……由此可见，列表容量总是成倍地增长。由此带来一个问题，扩展时要重新申请内存，这样会影响效率，如果事先知道元素数目，或者可能的数目（尽量大的估计值），建议使用一个初始容量值来实例化List＜T＞对象。
List＜T＞类的一些主要成员如表19-7所示。
接下来，我们通过示例代码，学习如何声明并初始化一个List＜T＞类型的变量，以及它的一些成员方法和属性的用法。
首先，声明一个List＜T＞类型的变量，并添加4个元素，这里的T是string类型，如代码清单19-7所示。
代码清单19-7 声明List＜T＞类型的变量并添加元素
List＜string＞sampleList=new List＜string＞（10）；
sampleList.Add（"a"）；
sampleList.Add（"b"）；
sampleList.Add（"c"）；
sampleList.Add（"d"）；
也可以在声明的时候直接进行初始化
List＜string＞sampleList=new List＜string＞（）{"a"，"b"，"c"，"d"}；
大家有没有注意到，在代码清单19-7中，我们使用的初始容量值是10，来实例化sampleList对象，但它的实际元素数却只有4个，如果不再向此集合中添加新的元素，为了不浪费空间，可以调用集合的TrimExcess方法，以最小化集合的内存开销。但如果集合列表中的元素数不少于容量的90%，也就是不少于9个的话，TrimExcess方法将不执行任何操作，因为重新分配和复制很大的List＜T＞数据开销可能更大。代码清单19-8中演示了TrimExcess方法的使用方法。
代码清单19-8 TrimExcess方法使用示例
using System；
using System.Collections.Generic；
namespace ProgrammingCSharp4
{
class CollectionSample
{
public static void Main（）
{
List＜string＞sampleList=new List＜string＞（10）；
sampleList.Add（"a"）；
sampleList.Add（"b"）；
sampleList.Add（"c"）；
sampleList.Add（"d"）；
PrintListInfo（sampleList）；
sampleList.TrimExcess（）；
PrintListInfo（sampleList）；
}
private static void PrintListInfo（List＜string＞sampleList）
{
Console.WriteLine（"Capacity：{0}"，sampleList.Capacity）；
Console.WriteLine（"Count：{0}"，sampleList.Count）；
}
}
}
上述代码的运行结果如下：
Capacity：10
Count：4
Capacity：4
Count：4
请按任意键继续……
如果我们想在第1个元素之前再插入1个新的元素，该如何做呢？可以使用Insert方法，如代码清单19-9所示。
代码清单19-9 Insert方法示例
using System；
using System.Collections.Generic；
namespace ProgrammingCSharp4
{
class CollectionSample
{
public static void Main（）
{
List＜string＞sampleList=new List＜string＞（10）；
sampleList.Add（"a"）；
sampleList.Add（"b"）；
sampleList.Add（"c"）；
sampleList.Add（"d"）；
sampleList.Insert（0，"e"）；
PrintListInfo（sampleList）；
}
private static void PrintListInfo（List＜string＞sampleList）
{
Console.Write（"sampleList："）；
foreach（string str in sampleList）
{
Console.Write（"\t{0}"，str）；
}
Console.WriteLine（）；
Console.WriteLine（"Capacity：{0}"，sampleList.Capacity）；
Console.WriteLine（"Count：{0}"，sampleList.Count）；
}
}
}
运行结果如下，可见"e"已经被插入到"a"的前面了：
sampleList：e a b c d
Capacity：10
Count：5
请按任意键继续……
❑接下来介绍下一组方法，包括：Exists、Find、FindAll、FindIndex、FindLast、FindLastIndex，它们的签名相似（有些方法具有多个重载，我们只列出其中的一个重载），使用方法也类似，因此这里我们使用Find和FindIndex方法作为代表，演示这些方法的用法。表19-8中是这些方法的签名。
注意观察这些方法的签名，它们有一个共同点，都有一个共同的参数：Predicate＜T＞match，实际上，Predicate＜T＞是一个泛型委托类型，它的签名如下：
public delegate bool Predicate＜T＞（T obj）；
从签名分析得知，该委托可以代理带有一个参数且返回值为布尔值的方法。在第15章已经学习过，匿名方法和λ表达式和委托本质上是相同的，因此，在代码清单19-10中，分别使用了“匿名方法”和“λ表达式”两种方式，演示了如何搜索List＜T＞列表中的元素。
代码清单19-10 搜索List＜T＞的数据元素代码示例
using System；
using System.Collections.Generic；
namespace ProgrammingCSharp4
{
class CollectionSample
{
public static void Main（）
{
List＜string＞sampleList=new List＜string＞（10）；
sampleList.Add（"a"）；
sampleList.Add（"b"）；
sampleList.Add（"c"）；
sampleList.Add（"d"）；
string result=sampleList.Find（delegate（string str）
{
return str.Equals（"c"）；
}）；
Console.WriteLine（result）；
int index=sampleList.FindIndex（delegate（string str）
{
return str.Equals（"c"）；
}）；
Console.WriteLine（index）；
result=sampleList.Find（str=＞str.Equals（"c"））；
Console.WriteLine（result）；
index=sampleList.FindIndex（str=＞str.Equals（"c"））；
Console.WriteLine（index）；
}
}
}
上述代码的运行结果为：
c
2
c
2
请按任意键继续……
最后，我们介绍下如何对列表中的元素进行排序。排序共涉及4个重载方法，它们如表19-9所示。其中第1个重载使用的是默认比较器，第2个使用指定的比较器，使用System.Comparison＜T＞委托，第4个使用指定的比较器对某个范围内的元素进行排序。
如果集合中的数据元素为简单类型，可以使用Sort方法，它使用的是默认比较器，此种情况比较简单，这里不做介绍。当数据元素较为复杂，换句话说，当需要根据某些自定义类型的某个或者某几个值进行排序时，默认比较器就无法满足要求了，我们可以使用基于System.Comparison＜T＞委托的Sort方法，如代码清单19-11所示。
在看示例代码前，先来看看System.Comparison＜T＞委托的签名，这样可以更容易地理解代码清单19-11中Sort方法的用法。其签名如下：
public delegate int Comparison＜T＞（T x，T y）；
示例代码如代码清单19-11所示。
代码清单19-11 使用System.Comparison＜T＞委托代码示例
using System；
using System.Collections.Generic；
namespace ProgrammingCSharp4
{
class CollectionSample
{
public static void Main（）
{
List＜SampleValue＞sampleList=new List＜SampleValue＞（10）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=6}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=2}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=1}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=8}）；
Console.WriteLine（“排序前：”）；
PrintListInfo（sampleList）；
sampleList.Sort（delegate（SampleValue x，SampleValue y）
{
if（x==null）
{
if（y==null）
{
//如果x和y均为null，则它们相等
return 0；
}
else
{
//x比y小
return-1；
}
}
else
{
//如果x不为null
if（y==null）
//如果y为null，则x比y大
{
return 1；
}
else
{
//如果y不为null，则比较它们的Value属性值
return x.Value.CompareTo（y.Value）；
}
}
}）；
Console.WriteLine（“排序后：”）；
PrintListInfo（sampleList）；
}
public class SampleValue
{
public int Value
{
get；
set；
}
}
private static void PrintListInfo（List＜SampleValue＞sampleList）
{
Console.Write（"sampleList："）；
foreach（SampleValue val in sampleList）
{
Console.Write（"\t{0}"，val.Value）；
}
Console.WriteLine（）；
Console.WriteLine（"Capacity：{0}"，sampleList.Capacity）；
Console.WriteLine（"Count：{0}"，sampleList.Count）；
}
}
}
上述代码的运行结果如下：
排序前：
sampleList：6 2 1 8
Capacity：10
Count：4
排序后：
sampleList：1 2 6 8
Capacity：10
Count：4
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也可以使用自定义的比较器达到排序的目的，自定义比较器类型需要实现IComparer＜T＞接口。代码清单19-12是一个自定义比较器的示例。
代码清单19-12 使用自定义比较器代码示例
using System；
using System.Collections.Generic；
namespace ProgrammingCSharp4
{
class CollectionSample
{
public static void Main（）
{
List＜SampleValue＞sampleList=new List＜SampleValue＞（10）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=6}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=2}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=1}）；
sampleList.Add（new SampleValue{Value=8}）；
Console.WriteLine（“排序前：”）；
PrintListInfo（sampleList）；
sampleList.Sort（new SampleValueComparer（））；
Console.WriteLine（“排序后：”）；
PrintListInfo（sampleList）；
}
public class SampleValue
{
public int Value
{
get；
set；
}
}
public class SampleValueComparer：IComparer＜SampleValue＞
{
public int Compare（SampleValue x，SampleValue y）
{
if（x==null）
{
if（y==null）
{
//如果x和y均为null，则它们相等
return 0；
}
else
{
//x比y小
return-1；
}
}
else
{
//如果x不为null
if（y==null）
//如果y为null，则x比y大
{
return 1；
}
else
{
//如果y不为null，则比较它们的Value属性值
return x.Value.CompareTo（y.Value）；
}
}
}
}
private static void PrintListInfo（List＜SampleValue＞sampleList）
{
Console.Write（"sampleList："）；
foreach（SampleValue val in sampleList）
{
Console.Write（"\t{0}"，val.Value）；
}
Console.WriteLine（）；
Console.WriteLine（"Capacity：{0}"，sampleList.Capacity）；
Console.WriteLine（"Count：{0}"，sampleList.Count）；
}
}
}
上述代码的运行结果如下：
排序前：
sampleList：6 2 1 8
Capacity：10
Count：4
排序后：
sampleList：1 2 6 8
Capacity：10
Count：4
请按任意键继续……
