如何建立自己的Collection? (.NET) (C#) (C++/CLI) (C/C++)

Abstract
在OO設計中，對應於Relational Database的一筆資料，我們會用一個object，如Customer，但多筆資料呢?有些人會用DataSet，有些人會用List<Customer>，這些方法都不錯，但若要設計自己的Collection：Customers type，那該怎麼做呢?

Introduction
使用DataSet(DataTable,DataReader....)或List<Customer>這些代表Collection，理論上並沒有什麼錯，事實上很多人也都這樣用，缺點就是比較沒有OO的flavor。理想上，既然有Customer class代表一筆資料，就應該有Customers class代表多筆資料，而N-Tiers間的傳輸應該是Customers collection，而非DataSet或List<Customer>。

要產生自己的Collection，有兩種方式，一個是.NET 1.0的方式，一個是.NET 2.0的方式。

.NET 1.0方式(在.NET 2.0仍然可以使用)
繼承CollectionBase，CollectionBase是一個abstract class，implement了IList ，ICollection，IEnumerable，已經為Collection做好了基礎架構，我們要做的就是overload this[]、IndexOf()、Add()、Remove()就好，其他的事情，CollectionBase已經幫我們做好了。





C#

 1 /**/ /* 
 2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com
 3
 4Filename    : BuildOwnCollection1.cs
 5Compiler    : Visual Studio 2005 / C# 2.0
 6Description : Demo how to build strong typed collection 
 7Release     : 06/19/2007 1.0
 8*/
 9 using  System;
10 using  System.Collections;
11
12 public   class  Member  {
13  private string _name;
14  
15  public Member() {}
16  public Member(string name) {
17    _name = name;
18  }
19  
20  public string Name {
21    get { return _name;}
22    set { _name = value;}
23  }
24
25  public override bool Equals(object obj) {
26    Member member = (Member)obj;
27    return (_name == member.Name) ? true : false;
28  }
29
30  public override int GetHashCode() {
31    return base.GetHashCode();
32  }
33
34  public static bool operator ==(Member member1, Member member2) {
35    return member1.Equals(member2) ? true : false;
36  }
37
38  public static bool operator !=(Member member1, Member member2) {
39    return !(member1 == member2);
40  }
41}
42
43 public   class  Members : CollectionBase  {
44  public Member this[int index] {
45    get { return (Member)List[index]; }
46    set { List[index] = value; }
47  }
48  
49  public int IndexOf(Member member) {
50    return this.List.IndexOf(member);
51  }
52  
53  public void Add(Member member) {
54    this.List.Add(member);
55  }
56
57  public void Remove(Member member) {
58    if (this.IndexOf(member) != -1) 
59      List.Remove(member);
60  }
61}
62
63 public   class  main  {
64  public static void Main() {
65    Members members = new Members();
66   
67    // insert 
68    members.Add(new Member("Clare"));
69    members.Add(new Member("Jessie"));
70    members.Add(new Member("Jingyi"));
71    
72    // modify
73    int index = members.IndexOf(new Member("Jessie"));
74    if (index != -1) members[index] = new Member("Cerlina");
75
76    // delete
77    members.Remove(new Member("Clare"));
78
79    // search
80    index = members.IndexOf(new Member("Jingyi"));
81    if (index != -1) members.RemoveAt(index);
82    
83    foreach(Member member in members) {
84      Console.WriteLine(member.Name);
85    }
86  }
87}

執行結果

Cerlina

在Member class中，25行到40行

public   override   bool  Equals( object  obj)  {
  Member member = (Member)obj;
  return (_name == member.Name) ? true : false;
}

public   override   int  GetHashCode()  {
  return base.GetHashCode();
}

public   static   bool   operator   == (Member member1, Member member2)  {
  return member1.Equals(member2) ? true : false;
}

public   static   bool   operator   != (Member member1, Member member2)  {
  return !(member1 == member2);
}

整體的目標是為了改寫object的比較方式，在.NET，預設是用reference比較object是否相同，但這對Collection的IndexOf()，Remove()有很大的影響，所以我override了Equals()和GetHashCode()，並對==和!=做了operator overloading。

CollectionBase原本都有實現IndexOf()，Add()，Remove()，但因只針對Object而非Member，所以針對了Member overload了IndexOf()，Add()，Remove()，另外使用了indexer是為了方便Collection的使用。

C++/CLI

 1 /**/ /* 
 2(C) OOMusou 2007 http://oomusou.cnblogs.com
 3
 4Filename    : BuildOwnCollection1.cpp
 5Compiler    : Visual C++ 8.0 / C++/CLI
 6Description : Demo how to build strong typed collection 
 7Release     : 06/19/2007 1.0
 8*/
 9 #include  " stdafx.h "
10
11 using   namespace  System;
12 using   namespace  System::Collections;
13
14 public   ref   class  Member  {
15private:
16  String^ _name;
17  
18public:
19  Member() {}
20  Member(String^ name) {
21    _name = name;
22  }
23  
24  property String^ Name {
25    String^ get() { return _name;}
26    void set(String^ value) { _name = value; }
27  }
28
29  virtual bool Equals(Object^ obj) override {
30    Member^ member = safe_cast<Member^>(obj);
31    return (_name == member->Name) ? true : false;
32  }
33
34  virtual int GetHashCode() override {
35    return Object::GetHashCode();
36  }
37
38  static bool operator==(Member^ member1, Member^ member2) {
39    return member1->Equals(member2) ? true : false;
40  }
41
42  static bool operator!=(Member^ member1, Member^ member2) {
43    return !(member1 == member2);
44  }
45} ;
46
47 public   ref   class  Members : CollectionBase  {
48public:
49  property Member^ default[int] {
50    Member^ get(int index) { return safe_cast<Member^>(List[index]); }
51    void set(int index, Member^ value) { List[index] = safe_cast<Member^>(value); }
52  }
53  
54  int IndexOf(Member^ member) {
55    return this->List->IndexOf(member);
56  }
57  
58  void Add(Member^ member) {
59    this->List->Add(member);
60  }
61
62  void Remove(Member^ member) {
63    if (this->IndexOf(member) != -1) 
64      List->Remove(member);
65  }
66} ;
67
68 int  main()  {
69  Members^ members = gcnew Members;
70   
71  // insert 
72  members->Add(gcnew Member("Clare"));
73  members->Add(gcnew Member("Jessie"));
74  members->Add(gcnew Member("Jingyi"));
75    
76  // modify
77  int index = members->IndexOf(gcnew Member("Jessie"));
78  if (index != -1) 
79    members[index] = gcnew Member("Cerlina");
80
81  // delete
82  members->Remove(gcnew Member("Clare"));
83
84  // search
85  index = members->IndexOf(gcnew Member("Jingyi"));
86  if (index != -1) members->RemoveAt(index);
87    
88  for each(Member^ member in members)
89    Console::WriteLine(member->Name);
90}

執行結果

Cerlina

.NET 2.0 (使用Collection<T>)
繼承Collection<Member>，因為是泛型，所以不用再overload IndexOf()，Add()，Remove()，也不用在定義indexer，因為泛型會直接使用Member，所以code非常精簡。

Collection<T>的架構頗複雜，implement了IEnumerable，IEnumerable<T>，ICollection，ICollection<T>，IList，IList<T>。

C#

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 5Compiler    : Visual Studio 2005 / C# 2.0
 6Description : Demo how to build strong typed collection 
 7Release     : 06/19/2007 1.0
 8*/
 9 using  System;
10 using  System.Collections.ObjectModel;
11
12 public   class  Member  {
13  private string _name;
14
15  public Member() { }
16  public Member(string name) {
17    _name = name;
18  }
19
20  public string Name {
21    get { return _name; }
22    set { _name = value; }
23  }
24
25  public override bool Equals(object obj) {
26    Member member = (Member)obj;
27    return (_name == member.Name) ? true : false;
28  }
29
30  public override int GetHashCode() {
31    return base.GetHashCode();
32  }
33
34  public static bool operator ==(Member member1, Member member2) {
35    return member1.Equals(member2) ? true : false;
36  }
37
38  public static bool operator !=(Member member1, Member member2) {
39    return !(member1 == member2);
40  }
41}
42
43 public   class  Members : Collection < Member >   {
44}
45
46 public   class  main  {
47  public static void Main() {
48    Members members = new Members();
49
50    // insert
51    members.Add(new Member("Clare"));
52    members.Add(new Member("Jessie"));
53    members.Add(new Member("Jingyi"));
54
55    // modify
56    int index = members.IndexOf(new Member("Jessie"));
57    if (index != -1) members[index] = new Member("Cerlina");
58
59    // delete
60    members.Remove(new Member("Clare"));
61
62    // search
63    index = members.IndexOf(new Member("Jingyi"));
64    if (index != -1) members.RemoveAt(index);
65
66    foreach (Member member in members) {
67      Console.WriteLine(member.Name);
68    }
69  }
70}

執行結果

Cerlina

35行

public   class  Members : Collection < Member >   {
}

非常精簡，只需繼承Collection<Member>即可。

C++/CLI

 1 /**/ /* 
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 3
 4Filename    : BuildOwnCollection2.cpp
 5Compiler    : Visual C++ 8.0 / C++/CLI
 6Description : Demo how to build strong typed collection by Generics
 7Release     : 06/19/2007 1.0
 8*/
 9 #include  " stdafx.h "
10
11 using   namespace  System;
12 using   namespace  System::Collections::ObjectModel;
13
14 public   ref   class  Member  {
15private:
16  String^ _name;
17
18public:
19  Member() { }
20  Member(String^ name) {
21    _name = name;
22  }
23
24public:
25  property String^ Name {
26    String^ get() { return _name; }
27    void set(String^ value) { _name = value; }
28  }
29
30  virtual bool Equals(Object^ obj) override {
31    Member^ member = safe_cast<Member^>(obj);
32    return (_name == member->Name) ? true : false;
33  }
34
35  virtual int GetHashCode() override {
36    return Object::GetHashCode();
37  }
38
39  static bool operator ==(Member^ member1, Member^ member2) {
40    return member1->Equals(member2) ? true : false;
41  }
42
43  static bool operator !=(Member^ member1, Member^ member2) {
44    return !(member1 == member2);
45  }
46} ;
47
48 public   ref   class  Members : Collection < Member ^>   {
49} ;
50
51 int  main()  {
52  Members^ members = gcnew Members;
53
54  // insert
55  members->Add(gcnew Member("Clare"));
56  members->Add(gcnew Member("Jessie"));
57  members->Add(gcnew Member("Jingyi"));
58
59  // modify
60  int index = members->IndexOf(gcnew Member("Jessie"));
61  if (index != -1) members[index] = gcnew Member("Cerlina");
62
63  // delete
64  members->Remove(gcnew Member("Clare"));
65
66  // search
67  index = members->IndexOf(gcnew Member("Jingyi"));
68  if (index != -1) members->RemoveAt(index);
69
70  for each (Member^ member in members) {
71    Console::WriteLine(member->Name);
72  }
73}

執行結果

Cerlina

Conclusion
泛型最基本的應用，也是最原始的應用，就是在container，若用OO，只能用多型(多態)的技術，讓container放Object type，進Container須轉型成Object，出Container需再轉回各type，若用泛型，就可直接將各type放進container，不需轉型，不只速度提升，且code也非常的精簡。