C#中的ICollection接口

一、集合类：

1.1 ICollection接口

　　前面我们学习了数组，这是.net Framework定义的最基本的集合类型，除过数组外，.net Framework还另外定义了很多集合类型以满足编程的需要。

常见的集合有：

• 向量；
• 链表；
• 双端队列；
• 栈；
• 树；
• Hash表；
• Hash映射。

　　所有的这些集合类型，在.net Framework中都必须实现一个重要的接口：ICollection接口。ICollection接口为实现它的类定义了两个主要规范：

• 集合元素数量(表现为Count属性)；
• 访问集合的迭代子(表现为GetEnumerator方法)。

　　其中，GetEnumerator方法是由ICollection的父接口IEnumerable接口继承得来的。

　　ICollection接口定义了一个存储和获取object类型对象引用的集合，所以可以存储和获取各种引用类型对象的引用或值类型对象。

1.2 IEnumerable接口

　　IEnumerable接口是ICollection的父接口，凡实现此接口的类，都具备“可迭代”的能力。

　　IEnumerable接口只定义了一个方法：GetEnumerator，该方法将返回一个“迭代子”对象（或称为迭代器对象），是一个实现了IEnumerator接口的对象实例。

图1 ICollection继承层次

二、迭代子

　　迭代子在C++中也称为迭代器，是设计模式中的迭代模式，其存在的意义为：每一种集合都具备不同的存储形式，例如向量使用数组来存储，链表使用对象和对象间的引用来存储，表采用多维数组或十字引用来保存数据，树通过对象和对象间的多个引用来建立关系，图采用树或表来保存其关系……可见不同的集合类存储数据的方式是多样化的。存储的多样性必然导致访问的多样性，集合最常用的访问是“遍历”，即从集合的头部访问到集合的尾部，我们需要想办法使用一种统一的方式来遍历访问不同形式的集合。这就是迭代方式产生的基本原因。

　　迭代模式将集合类看做一个容量无限的容器，并且容器的存放规则是线性的，即容器里的每一个元素都必须具有一个直接前趋（除过第一个元素）和一个直接后继（除过最后一个元素）。容器中具备一个标志，可以指向容器中的任意一个存储单位。

　　迭代分为两种：单向只向前迭代和双向迭代。

2.1 单向只向前迭代模式

　　对于单向只向前迭代模式，集合的单元标志只能从集合的某个元素起始逐一向后移动，所以最基本的迭代模式定义了三种操作：

• 访问标志所在项；
• 标志前进到下一项并判断是否到达集合末尾；
• 重新回到初始项。

图2 单向只向前迭代

2.2 双向迭代模式

　　对于双向迭代模式，集合的单元标志即从集合的某个元素起逐一向后移动，也可以从集合的某一个元素起逐一向前移动，所以该类型迭代器定义了四种操作：

• 访问标志所在当前项；
• 标志前进到下一项并判断标志是否到达集合末尾；
• 标志回到前一项并判断标志是否到达集合起始；
• 回到初始项。

图3 双向迭代

　　.net Framework使用IEnumerator接口定义了一个单向只向前迭代规范。

　　ICollection接口继承了IEnumerable接口，该接口定义的GetEnumerator方法可以获取到一个当前集合类对象的迭代子对象，即一个实现了IEnumerator接口的对象。

　　凡是实现了IEnumerable接口的类，都可以使用foreach循环迭代遍历。

　　IEnumerator接口定义了一个可以遍历object类型对象引用的迭代子，IEnumerable接口定义了获取这种迭代子对象的方法。

三、泛型集合

3.1 ICollection<T>接口

　　ICollection<T>接口定义了泛型集合接口，所谓泛型集合，即使用了.net Framework提供的泛型特性，使集合限定为只存储一种特定类型对象引用或值类型的数据的集合。泛型集合增强了集合访问的效率和安全性。

　　由于存储类型已被确定，所以ICollection<T>比ICollection接口提供了更多的方法，包括添加到集合，从集合删除以及判断一个对象引用（或对象值）是否在集合中存在。

3.2 IEnumerable<T>接口

　　ICollection<T>接口实现了IEnumerable<T>接口，主要用来返回一个实现了实现了IEnumerator<T>接口的，确定类型的迭代子对象。

　　参考ICollection<T>的继承关系图。

图4 ICollection<T>接口继承关系图

　　熟悉上述的系列接口，这是我们后面学习各种集合类对象的基础。