虽然列举接口提供了一个协议,用于向前的方式遍历集合,但它们没有提供一种机制来肯定集合的大小,经过索引访问集合的成员,搜索集合,或修改集合。为了实现这些功能,.NET Framework定义了ICollection,IList和IDictionary接口。每一个接口都有Generic的接口和非Generic的接口,请注意非Generic多数用于支持遗留代码。html
这些接口的继承挂关系以下图所示:程序员
Generic的接口和非Generic的接口之间的差距超出了你的预期,特别是ICollection和ICollection<T>。这是因为历史缘由形成的,由于Generic类型是C# 2.0才引入的,因此Generic吸收了非Generic接口的经验和教训,从而设计了与之不一样的但更优秀的接口。正式因为这个缘由,ICollection<T>并无派生自ICollection,一样地,IList<T>也没有派生自IList, IDictionary<TKey,TValue>也没有派生自IDinctionary。所以集合类能够同时实现Generic的接口和非Generic的接口。(事实上,集合类通常都实现了两个类型接口,好比class Collection<T>: IList<T>, IList,有好比List<T> : IList<T>, System.Collections.IList)。数组
ICollection<T>是能够统计集合中对象的标准接口。该接口能够肯定集合的大小(Count),集合是否包含某个元素(Contains),复制集合到另一个数组(ToArray),集合是不是只读的(IsReadOnly)。若是一个集合是可编辑的,那么能够调用Add,Remove和Clear方法操做集合中的元素。由于该接口继承IEnumerable<T>,因此可使用foreach语句遍历集合。该接口的定义以下安全
public interface ICollection<T> : IEnumerable<T> { // Number of items in the collections. int Count { get; } bool IsReadOnly { get; } void Add(T item); void Clear(); bool Contains(T item); // CopyTo copies a collection into an Array, starting at a particular // index into the array. // void CopyTo(T[] array, int arrayIndex); //void CopyTo(int sourceIndex, T[] destinationArray, int destinationIndex, int count); bool Remove(T item); }
而非Generic的ICollection定义以下:ui
public interface ICollection : IEnumerable { void CopyTo(Array array, int index); int Count { get; } Object SyncRoot { get; } bool IsSynchronized { get; } }
与ICollection<T>相比较,ICollection实现了计算集合元素数目的功能,但明没有提供更改集合的功能。此外,ICollection还提供了同步的功能。而ICollection<T>则取消了同步的功能,这是由于对于Generic的集合,它们自己是线程安全的。this
这两个接口既简单又容易实现。假如要实现一个只读的ICollection<T>,那么在Add,Remove,和Clear方法中抛出异常便可。spa
这些接口一般与任何IList或IDictionary接口中的任意一个一块儿实现。线程
若是想经过位置获取集合元素,那么IList<T>就是此类集合的标准接口。此外,因为IList<T>继承了ICollection<T>和IEnumerable<T>,因此此接口还提供了根据位置读取或写入元素,或者在指定的位置插入或删除元素。IList<T>定义以下设计
public interface IList<T> : ICollection<T> { T this[int index] { get; set; } int IndexOf(T item); void Insert(int index, T item); void RemoveAt(int index); }
IndexOf方法在集合上执行线性搜索,若是没有发现指定元素,那么返回-1。3d
List类的IndexOf方法的实现:(List.IndexOf(T item)调用Array.IndexOf(_items, item, index, _size - index),而后调用EqualityComparer<T>.Default.IndexOf(array, value, startIndex, count))
internal virtual int IndexOf(T[] array, T value, int startIndex, int count) { int endIndex = startIndex + count; for (int i = startIndex; i < endIndex; i++) { if (Equals(array[i], value)) return i; } return -1; }
而非Generic的IList则包含了更多成员,由于它继承ICollection
public interface IList : ICollection { Object this[int index] { get;set; } int Add(Object value); bool Contains(Object value); void Clear(); bool IsReadOnly { get; } bool IsFixedSize { get; } int IndexOf(Object value); void Insert(int index, Object value); void Remove(Object value); void RemoveAt(int index); }
IList接口的Add方法返回一个整数,这是加到集合中元素的位置。而IList<T>接口的Add方法返回值为空。
C#中,List<T>就是典型的既实现了IList<T>又实现了IList的类。
public class List<T> : IList<T>, System.Collections.IList, IReadOnlyList<T>
C#数组也实现了generic和非generic的IList接口。C#中Array类的部分代码(实现IList接口的代码)
public abstract class Array : ICloneable, IList, IStructuralComparable, IStructuralEquatable { ...... public bool IsReadOnly { get { return false; } } public bool IsFixedSize { get { return true; } } Object IList.this[int index] { get { return GetValue(index); } set { SetValue(value, index); } } int IList.Add(Object value) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_FixedSizeCollection")); } bool IList.Contains(Object value) { return Array.IndexOf(this, value) >= this.GetLowerBound(0); } void IList.Clear() { Array.Clear(this, this.GetLowerBound(0), this.Length); } int IList.IndexOf(Object value) { return Array.IndexOf(this, value); } void IList.Insert(int index, Object value) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_FixedSizeCollection")); } void IList.Remove(Object value) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_FixedSizeCollection")); } void IList.RemoveAt(int index) { throw new NotSupportedException(Environment.GetResourceString("NotSupported_FixedSizeCollection")); } ...... }
而Generic的IList<T>是在sealed class SZArrayHelper中实现的。SZ(Single dimensional, Zero-based)。请注意,若是你在技术与上调用add或者remove方法,那么会返回NotSupportedException异常
为了与Windows运行时的制度集合互操做,Framework4.5引入了一个新的集合接口IReadOnlyList<T>。该接口自身就很是有用,也能够看做IList的缩减版,对外只公开用于只读的操做。其定义以下:
public interface IReadOnlyCollection<out T> : IEnumerable<T> { int Count { get; } } public interface IReadOnlyList<out T> : IReadOnlyCollection<T> { T this[int index] { get; } }
由于类型参数仅仅用于输出位置,因此其标记为协变(covariant)。好比,一个cats列表,能够看做一个animals的只读列表。相反,在IList<T>中,T没有标记为协变,由于T应用于输入和输出位置。
你可能认为IList<T>派生自IReadonlyList<T>,而后,微软并无这么作,这是由于这么作就要求把IList<T>的成员移动到IReadonlyList<T>,这就给CLR4.5带来重的变化(程序员须要从新编辑程序以免运行时错误)。实际上,微软在IList<T>的实现类中手动地添加了对IReadonlyList<T>接口的实现。
在Windows运行时中IVectorView<T>与.NET Framework的IReadonlyList<T>相对应。
参考
线性搜索(Linear Search): http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_search; http://blog.teamleadnet.com/2012/02/quicksort-binary-search-and-linear.html
数组实现IList<T>: http://stackoverflow.com/questions/11163297/how-do-arrays-in-c-sharp-partially-implement-ilistt/11164210#11164210
数组的奥秘: http://stackoverflow.com/questions/19914523/mystery-behind-system-array