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引言
C#索引器是一种强大的语言特性,允许对象像数组一样被索引。它们提供了一种优雅的方式来访问对象的内部数据,使得代码更加直观和易于使用。本文将深入探讨索引器的应用场景、独特特点,并通过丰富的例子来展示其实际用途。
索引器的特点
- 类数组访问: 允许使用方括号
[]访问对象元素。 - 灵活的参数: 可以使用任何类型作为索引,不仅限于整数。
- 重载能力: 可以在同一个类中定义多个索引器。
- 读写控制: 可以分别控制索引器的读取(get)和写入(set)行为。
- 计算属性: 索引器可以执行计算,而不仅仅是返回存储的值。
应用场景
自定义集合
最常见的索引器应用是在自定义集合类中。
C#namespace AppIndex
{
public class CustomList<T>
{
private List<T> _items = new List<T>();
public T this[int index]
{
get => _items[index];
set => _items[index] = value;
}
public void Add(T item) => _items.Add(item);
public int Count => _items.Count;
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var fruits = new CustomList<string>();
fruits.Add("Apple");
fruits.Add("Banana");
fruits[1] = "Orange";
Console.WriteLine(fruits[0]);
Console.WriteLine(fruits[1]);
Console.ReadLine();
}
}
}
多维数据结构
索引器非常适合表示多维数据,如矩阵或图像像素。
C#namespace AppIndex
{
public class Matrix
{
private int[,] _data;
public Matrix(int rows, int cols)
{
_data = new int[rows, cols];
}
public int this[int row, int col]
{
get => _data[row, col];
set => _data[row, col] = value;
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var matrix = new Matrix(3, 3);
matrix[0, 0] = 1;
matrix[1, 1] = 5;
Console.WriteLine(matrix[0, 0]);
Console.WriteLine(matrix[1, 1]);
Console.ReadLine();
}
}
}
数据验证和转换
索引器可以在访问或设置值时执行验证或转换。
C#public class ValidatedArray
{
private int[] _array = new int[10];
public int this[int index]
{
get => _array[index];
set
{
if (value < 0)
throw new ArgumentException("Value must be non-negative");
_array[index] = value;
}
}
}
// 使用示例
var arr = new ValidatedArray();
arr[0] = 5; // 正常工作
// arr[1] = -1; // 抛出异常
缓存实现
索引器可以用于实现简单的缓存机制。
C#namespace AppIndex
{
public class SimpleCache
{
private Dictionary<string, object> _cache = new Dictionary<string, object>();
public object this[string key]
{
get => _cache.TryGetValue(key, out var value) ? value : null;
set => _cache[key] = value;
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var cache = new SimpleCache();
cache["user"] = new { Name = "Rick", Age = 25 };
var user = cache["user"];
Console.WriteLine(((dynamic)user).Name);
Console.ReadLine();
}
}
}
数据库行表示
索引器可以用来表示数据库的行,使用列名作为索引。
C#namespace AppIndex
{
public class DatabaseRow
{
private Dictionary<string, object> _data = new Dictionary<string, object>();
public object this[string columnName]
{
get => _data.TryGetValue(columnName, out var value) ? value : null;
set => _data[columnName] = value;
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var row = new DatabaseRow();
row["Name"] = "John Doe";
row["Age"] = 30;
Console.WriteLine($"Name: {row["Name"]}, Age: {row["Age"]}");
Console.ReadLine();
}
}
}
配置管理
索引器可以用于管理应用程序的配置设置。
C#namespace AppIndex
{
public class AppConfig
{
private Dictionary<string, string> _settings = new Dictionary<string, string>();
public string this[string key]
{
get => _settings.TryGetValue(key, out var value) ? value : null;
set => _settings[key] = value;
}
public void LoadFromFile(string path)
{
// 从文件加载配置
}
public void SaveToFile(string path)
{
// 保存配置到文件
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var config = new AppConfig();
config["LogLevel"] = "Info";
config["MaxConnections"] = "100";
Console.WriteLine($"Log Level: {config["LogLevel"]}");
Console.ReadLine();
}
}
}
惰性加载
索引器可以用于实现惰性加载,只在需要时才加载数据。
C#namespace AppIndex
{
public class LazyLoadList<T>
{
private List<Lazy<T>> _items = new List<Lazy<T>>();
public void Add(Func<T> valueFactory)
{
_items.Add(new Lazy<T>(valueFactory));
}
public T this[int index]
{
get => _items[index].Value;
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var lazyList = new LazyLoadList<string>();
lazyList.Add(() =>
{
Console.WriteLine("Loading item 0...");
return "Item 0";
});
lazyList.Add(() =>
{
Console.WriteLine("Loading item 1...");
return "Item 1";
});
Console.WriteLine(lazyList[0]);
Console.WriteLine(lazyList[0]);
Console.ReadLine();
}
}
}
索引器的高级特性
使用接口定义索引器
接口可以包含索引器定义,允许多个类实现相同的索引访问模式。
C#public interface IIndexable<T>
{
T this[int index] { get; set; }
}
public class IndexableList<T> : IIndexable<T>
{
private List<T> _items = new List<T>();
public T this[int index]
{
get => _items[index];
set => _items[index] = value;
}
}
泛型索引器
索引器可以是泛型的,提供更大的灵活性。
C#namespace AppIndex
{
public class GenericIndexer<TKey, TValue>
{
private Dictionary<TKey, TValue> _dictionary = new Dictionary<TKey, TValue>();
public TValue this[TKey key]
{
get => _dictionary.TryGetValue(key, out var value) ? value : default;
set => _dictionary[key] = value;
}
}
internal class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 使用示例
var indexer = new GenericIndexer<string, int>();
indexer["One"] = 1;
indexer["Two"] = 2;
Console.WriteLine(indexer["One"]);
Console.ReadLine();
}
}
}
表达式体索引器
C# 6.0引入了表达式体成员,可以用于简化索引器的定义。
C#public class CompactIndexer
{
private int[] _data = new int[10];
public int this[int i]
{
get => _data[i];
set => _data[i] = value;
}
}
结论
C#索引器是一个强大而灵活的特性,它不仅可以简化代码,还能提高代码的可读性和可维护性。通过本文的深入探讨和丰富示例,我们看到了索引器在各种场景下的应用,从简单的集合访问到复杂的数据管理和安全控制。
索引器的灵活性使得它们可以适应各种编程需求,而其直观的语法使得代码更易于理解和使用。通过合理使用索引器,开发者可以创建出更加优雅和高效的C#程序。
随着你在实际项目中越来越多地使用索引器,你会发现它们是提高代码质量和开发效率的有力工具。希望本文能够启发你在日常编程中更好地利用这一强大特性。
本文作者:技术老小子
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