编写高质量代码改善C#程序——使用泛型集合代替非泛型集合(建议20)
16lz
2022-01-08
软件开发过程中,不可避免会用到集合,C#中的集合表现为数组和若干集合类。不管是数组还是集合类,它们都有各自的优缺点。如何使用好集合是我们在开发过程中必须掌握的技巧。不要小看这些技巧,一旦在开发中使用了错误的集合或针对集合的方法,应用程序将会背离你的预想而运行。
建议20:使用泛型集合代替非泛型集合
在建议1中我们知道,如果要让代码高效运行,应该尽量避免装箱和拆箱,以及尽量减少转型。很遗憾,在微软提供给我们的第一代集合类型中没有做到这一点,下面我们看ArrayList这个类的使用情况:
ArrayList al=new ArrayList(); al.Add(0); al.Add(1); al.Add("mike"); foreach (var item in al) { Console.WriteLine(item); }
首先,ArrayList的Add方法接受一个object参数,所以al.Add(1)首先会完成一次装箱;其次,在foreach循环中,待遍历到它时,又将完成一次拆箱。
在这段代码中,整形和字符串作为值类型和引用类型,都会先被隐式地强制转型为object,然后在foreach循环中又被转型回来。
同时,这段代码也是非类型安全的:我们然ArrayList同时存储了整型和字符串,但是缺少编译时的类型检查。虽然有时候需要有意这样去实现,但是更多的时候,应该尽量避免。缺少类型检查,在运行时会带来隐含的Bug。集合类ArrayList如果进行如下所示的运算,就会抛出一个IvalidCastException:
ArrayList al=new ArrayList(); al.Add(0); al.Add(1); al.Add("mike"); int t = 0; foreach (int item in al) { t += item; }
var intArr = new int[] {0, 1, 2, 3};ArrayList al=new ArrayList(intArr);
public virtual void InsertRange(int index, ICollection c){ if (c == null) { throw new ArgumentNullException("c", Environment.GetResourceString("ArgumentNull_Collection")); } if ((index < 0) || (index > this._size)) { throw new ArgumentOutOfRangeException("index", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_Index")); } int count = c.Count; if (count > 0) { this.EnsureCapacity(this._size + count); if (index < this._size) { Array.Copy(this._items, index, this._items, index + count, this._size - index); } object[] array = new object[count]; c.CopyTo(array, 0); array.CopyTo(this._items, index); this._size += count; this._version++; }}
注意,非泛型集合在System.Collections命名空间下,对应的泛型集合则在System.Collections.Generic命名空间下。
建议一开始的那段代码的泛型实现为:
List<int> intList = new List<int>(); intList.Add(1); intList.Add(2); //intList.Add("mike"); foreach (var item in intList) { Console.WriteLine(item); }
下面比较了非泛型集合和泛型集合在运行中的效率:
static void Main(string[] args) { Console.WriteLine("开始测试ArrayList:"); TestBegin(); TestArrayList(); TestEnd(); Console.WriteLine("开始测试List<T>:"); TestBegin(); TestGenericList(); TestEnd(); } static int collectionCount = 0; static Stopwatch watch = null; static int testCount = 10000000; static void TestBegin() { GC.Collect(); //强制对所有代码进行即时垃圾回收 GC.WaitForPendingFinalizers(); //挂起线程,执行终结器队列中的终结器(即析构方法) GC.Collect(); //再次对所有代码进行垃圾回收,主要包括从终结器队列中出来的对象 collectionCount = GC.CollectionCount(0); //返回在0代码中执行的垃圾回收次数 watch = new Stopwatch(); watch.Start(); } static void TestEnd() { watch.Stop(); Console.WriteLine("耗时:" + watch.ElapsedMilliseconds.ToString()); Console.WriteLine("垃圾回收次数:" + (GC.CollectionCount(0) - collectionCount)); } static void TestArrayList() { ArrayList al = new ArrayList(); int temp = 0; for (int i = 0; i < testCount; i++) { al.Add(i); temp = (int)al[i]; } al = null; } static void TestGenericList() { List<int> listT = new List<int>(); int temp = 0; for (int i = 0; i < testCount; i++) { listT.Add(i); temp = listT[i]; } listT = null; }
开始测试ArrayList:
耗时:2375
垃圾回收次数:26
开始测试List<T>:
耗时:220
垃圾回收次数:5
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