c# - 什么是集合语义(在.NET中)？

Question

我需要在自己的课程中维护集合语义。您无法解释，集合语义是什么？据我了解，它是一组必须在类中实现的接口。是真的吗如果是的话，我该在课堂上具体实施什么？为什么？这两个接口（ICollection和IEnumerable）是否足够，还是仅是最必要的接口？

我正在使用this article作为帮助编写循环链表。

Answer 1

.NET中有很多集合类型，它们都有一些共同的行为，例如：


您可以使用foreach枚举它们
他们有一个Count属性
您可以使用Add方法添加项目
等等...


从集合类型可以预料到这种行为，您猜对了：都在ICollection<T>界面中。让我们看一下接口层次结构：


IEnumerable<T>允许使用foreach枚举您的班级
ICollection<T>是表示集合的IEnumerable<T>：

它允许检索项目Count
您可能可以从集合中Add / Remove / Clear个项目
集合可能是只读的，在这种情况下，IsReadOnly应该返回true
还有其他一些辅助方法：Contains / CopyTo。

IList<T>是允许通过索引访问项目的ICollection<T>。

它添加了一个索引器
一些与索引相关的功能：Insert / RemoveAt
IndexOf



您应该实现哪个接口取决于语义：

IEnumerable<T>只是一个可枚举的序列。只能通过使用代码来枚举一次，因为您永远不知道它在多个枚举中的表现方式。如果多次枚举IEnumerable<T>，诸如ReSharper之类的工具甚至会发出警告。
当然，大多数时候您可以安全地枚举它多次，但是有些时候您不应该这样做。例如，一个枚举可以执行一个SQL查询（例如，以Linq-to-SQL为例）。

通过定义一个函数来实现IEnumerable<T>：GetEnumerator返回en IEnumerator<T>。枚举数是一个对象，是一种指向序列中当前元素的指针。它可以返回该Current值，并且可以使用MoveNext移至下一个元素。它也是一次性的（并在foreach的枚举末尾放置）。

让我们分解一个foreach循环：

IEnumerable<T> sequence = ... // Whatever
foreach (T item in sequence)
    DoSomething(item);

这等效于以下内容：

IEnumerator<T> enumerator = null;
try
{
    enumerator = sequence.GetEnumerator();
    while (enumerator.MoveNext())
    {
        T item = enumerator.Current;
        DoSomething(item);
    }
}
finally
{
    if (enumerator != null)
        enumerator.Dispose();
}

记录上，严格要求实现IEnumerable才能使类可用于foreach。鸭子在这里打字就足够了，但我的话太多了。

当然，您可以使用yield关键字轻松实现该模式：

public static IEnumerable<int> GetAnswer()
{
    yield return 42;
}

这将创建一个私有类，该类将为您实现IEnumerable<int>，因此您不必这样做。

ICollection<T>表示一个集合，可以安全地多次枚举。但是您真的不知道它是什么样的收藏。它可以是集合，列表，字典等。

这就是集合的语义。

一些例子：


T[]-即使您不能ICollection<T> / Add，它也会实现Remove
List<T>
HashSet<T>-一个很好的集合示例，但没有列表
Dictionary<TKey, TValue>-是的，这是一个ICollection<KeyValuePair<TKey, TValue>>
LinkedList<T>
ObservableCollection<T>


IList<T>让您知道集合的类型，该集合使您可以轻松地按索引访问元素（即O（1）时间）。

对于您的循环链表，情况并非如此，因为它不仅需要O（n）时间，而且首先没有有意义的索引。

一些例子：


T[]
List<T>
ObservableCollection<T>


请注意，例如HashSet<T>和Dictionary<TKey, TValue>不再在列表中。这些不是列表。 LinkedList<T>在语义上是一个列表，但在O（1）时间内不提供按索引的访问（它需要O（n））。

我应该提到在.NET 4.5中存在的只读等效项：IReadOnlyCollection<out T>，IReadOnlyList<out T>。这些对于它们提供的协方差很好。