C# 如何使用 Index 和 Range 简化集合操作

2023-07-05 04:34:04 76

Intro

有的语言数组的索引值是支持负数的，表示从后向前索引，比如：arr[-1]

从C#8开始，C#支持了数组的反向Index，和Range操作，反向Index类似于其他语言中的负索引值，但其实是由编译器帮我们做了一个转换，Range使得我们对数组截取某一部分的操作会非常简单，下面来看一下如何使用吧

Sample

使用^可以从集合的最后开始索引元素，如果从数组的最后开始索引元素，最后一个元素应该是1而不是0如：arr[^1]

使用..可以基于某个数组截取集合中的某一段创建一个新的数组，比如varnewArray=array[1..^1]，再来看一下下面的示例吧

int[]someArray=newint[5]{1,2,3,4,5};
intlastElement=someArray[^1];//lastElement=5
lastElement.Dump();

someArray[3..5].Dump();

someArray[1..^1].Dump();

someArray[1..].Dump();

someArray[..^1].Dump();

someArray[..2].Dump();

输出结果如下：

Index

那么它是如何实现的呢，索引值引入了一个新的数据结构System.Index，当你使用^运算符的时候，实际转换成了Index。

Index:

publicreadonlystructIndex:IEquatable
{
publicIndex(intvalue,boolfromEnd=false);

///CreateanIndexpointingatfirstelement.
publicstaticIndexStart=>newIndex(0);

///CreateanIndexpointingatbeyondlastelement.
publicstaticIndexEnd=>newIndex(~0);
//
//Summary:
//Getsavaluethatindicateswhethertheindexisfromthestartortheend.
//
//Returns:
//trueiftheIndexisfromtheend;otherwise,false.
publicboolIsFromEnd{get;}
//
//Summary:
//Getstheindexvalue.
//
//Returns:
//Theindexvalue.
publicintValue{get;}

//
//Summary:
//CreatesanSystem.Indexfromtheendofacollectionataspecifiedindexposition.
//
//Parameters:
//value:
//Theindexvaluefromtheendofacollection.
//
//Returns:
//TheIndexvalue.
publicstaticIndexFromEnd(intvalue);
//
//Summary:
//CreateanSystem.Indexfromthespecifiedindexatthestartofacollection.
//
//Parameters:
//value:
//Theindexpositionfromthestartofacollection.
//
//Returns:
//TheIndexvalue.
publicstaticIndexFromStart(intvalue);
//
//Summary:
//Returnsavaluethatindicateswhetherthecurrentobjectisequaltoanother
//System.Indexobject.
//
//Parameters:
//other:
//Theobjecttocomparewiththisinstance.
//
//Returns:
//trueifthecurrentIndexobjectisequaltoother;falseotherwise.
publicboolEquals(Indexother);
//
//Summary:
//Calculatestheoffsetfromthestartofthecollectionusingthegivencollectionlength.
//
//Parameters:
//length:
//ThelengthofthecollectionthattheIndexwillbeusedwith.Mustbeapositivevalue.
//
//Returns:
//Theoffset.
publicintGetOffset(intlength);

//
//Summary:
//ConvertsintegernumbertoanIndex.
//
//Parameters:
//value:
//Theintegertoconvert.
//
//Returns:
//AnIndexrepresentingtheinteger.
publicstaticimplicitoperatorIndex(intvalue);
}

如果想要自己自定义的集合支持Index这种从数组最后索引的特性，只需要加一个类型是Index的索引器就可以了，正向索引也是支持的，int会自动隐式转换为Index，除了显示的增加Index索引器之外，还可以隐式支持，实现一个intCount{get;}的属性（属性名叫Length也可以），在实现一个int类型的索引器就可以了

写一个简单的小示例：

privateclassTestCollection
{
publicIListData{get;init;}

publicintCount=>Data.Count;
publicintthis[intindex]=>Data[index];

//publicintthis[Indexindex]=>Data[index.GetOffset(Data.Count)];
}
vararray=newTestCollection()
{
Data=new[]{1,2,3}
};
Console.WriteLine(array[^1]);
Console.WriteLine(array[1]);

Range

Range是在Index的基础上实现的，Range需要两个Index来指定开始和结束

publicreadonlystructRange:IEquatable
{
///RepresenttheinclusivestartindexoftheRange.
publicIndexStart{get;}

///RepresenttheexclusiveendindexoftheRange.
publicIndexEnd{get;}

///ConstructaRangeobjectusingthestartandendindexes.
///Representtheinclusivestartindexoftherange.
///Representtheexclusiveendindexoftherange.
publicRange(Indexstart,Indexend)
{
Start=start;
End=end;
}

///CreateaRangeobjectstartingfromstartindextotheendofthecollection.
publicstaticRangeStartAt(Indexstart)=>newRange(start,Index.End);

///CreateaRangeobjectstartingfromfirstelementinthecollectiontotheendIndex.
publicstaticRangeEndAt(Indexend)=>newRange(Index.Start,end);

///CreateaRangeobjectstartingfromfirstelementtotheend.
publicstaticRangeAll=>newRange(Index.Start,Index.End);

///Calculatethestartoffsetandlengthofrangeobjectusingacollectionlength.
///Thelengthofthecollectionthattherangewillbeusedwith.lengthhastobeapositivevalue.
///
///Forperformancereason,wedon'tvalidatetheinputlengthparameteragainstnegativevalues.
///ItisexpectedRangewillbeusedwithcollectionswhichalwayshavenonnegativelength/count.
///Wevalidatetherangeisinsidethelengthscopethough.
///
public(intOffset,intLength)GetOffsetAndLength(intlength);
}

如何在自己的类中支持Range呢？

一种方式是自己直接实现一个类型是Range的索引器

另外一种方式是隐式实现，在自定义类中添加一个Count属性，然后实现一个Slice方法，Slice方法有两个int类型的参数，第一个参数表示offset，第二个参数表示length

来看下面这个示例吧，还是刚才那个类，我们支持一下Range：

privateclassTestCollection
{
publicIListData{get;init;}
//publicint[]this[Rangerange]
//{
//get
//{
//varrangeInfo=range.GetOffsetAndLength(Data.Count);
//returnData.Skip(rangeInfo.Offset).Take(rangeInfo.Length).ToArray();
//}
//}

publicintCount=>Data.Count;

publicint[]Slice(intstart,intlength)
{
vararray=newint[length];
for(vari=start;i
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新的操作符(^and..)都只是语法糖，本质上是调用Index、Range
Index并不是支持负数索引，从最后向前索引只是编译器帮我们做了一个转换，转换成从前到后的索引值，借助于它，我们很多取集合最后一个元素的写法就可以大大的简化了，就可以从原来的array[array.Length-1]=>array[^1]
Range在创建某个数组的子序列的时候就非常的方便，newArray=array[1..3],需要注意的是，Range是"左闭右开"的，包含左边界的值，不包含右边界的值
还没使用过Index/Range的快去体验一下吧，用它们优化数组的操作吧~~
以上就是C#如何使用Index和Range简化集合操作的详细内容，更多关于c#使用Index和Range简化集合操作的资料请关注毛票票其它相关文章！
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C# 如何使用 Index 和 Range 简化集合操作

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