Коллекции (Visual Basic)

Для многих приложений необходимо создать группы связанных объектов и управлять ими. Существует два способа группировки объектов: путем создания массивов объектов и создания коллекций объектов.

Массивы наиболее полезны для создания и работы с фиксированным числом строго типизированных объектов. Сведения о массивах см. в разделе "Массивы".

Коллекции обеспечивают более гибкий способ работы с группами объектов. В отличие от массивов, группа объектов, с которыми вы работаете, может увеличиваться и уменьшаться динамически по мере изменения приложения. Для некоторых коллекций можно назначить ключ любому объекту, который вы помещаете в коллекцию, чтобы быстро получить объект с помощью ключа.

Коллекция — это класс, поэтому перед добавлением элементов в эту коллекцию необходимо объявить экземпляр класса.

Если коллекция содержит элементы только одного типа данных, можно использовать один из классов в System.Collections.Generic пространстве имен. Универсальная коллекция обеспечивает безопасность типов, чтобы к нему не добавлялся другой тип данных. При извлечении элемента из универсальной коллекции не требуется определять его тип данных или преобразовывать его.

Замечание

Примеры, приведенные в этом разделе, включают инструкции Import для System.Collections.Generic пространств имен и System.Linq пространств имен.

Использование простой коллекции

В примерах этого раздела используется универсальный List<T> класс, который позволяет работать с строго типизированным списком объектов.

В следующем примере создается список строк, а затем выполняется итерация по строкам с помощью инструкции For Each...Next.

' Create a list of strings.
Dim salmons As New List(Of String)
salmons.Add("chinook")
salmons.Add("coho")
salmons.Add("pink")
salmons.Add("sockeye")

' Iterate through the list.
For Each salmon As String In salmons
    Console.Write(salmon & " ")
Next
'Output: chinook coho pink sockeye

Если содержимое коллекции известно заранее, можно использовать инициализатор коллекции для инициализации коллекции. Дополнительные сведения см. в разделе "Инициализаторы коллекций".

Следующий пример совпадает с предыдущим, за исключением того, что для добавления элементов в коллекцию используется инициализатор коллекции.

' Create a list of strings by using a
' collection initializer.
Dim salmons As New List(Of String) From
    {"chinook", "coho", "pink", "sockeye"}

For Each salmon As String In salmons
    Console.Write(salmon & " ")
Next
'Output: chinook coho pink sockeye

Вы можете использовать оператор For…Next вместо оператора For Each для итерации по коллекции. Для этого необходимо получить доступ к элементам коллекции по позиции индекса. Индекс элементов начинается с 0 и заканчивается на счетчике элементов минус 1.

В следующем примере выполняется итерация элементов коллекции, используя For…Next вместо For Each.

Dim salmons As New List(Of String) From
    {"chinook", "coho", "pink", "sockeye"}

For index = 0 To salmons.Count - 1
    Console.Write(salmons(index) & " ")
Next
'Output: chinook coho pink sockeye

В следующем примере элемент из коллекции удаляется путем указания объекта для удаления.

' Create a list of strings by using a
' collection initializer.
Dim salmons As New List(Of String) From
    {"chinook", "coho", "pink", "sockeye"}

' Remove an element in the list by specifying
' the object.
salmons.Remove("coho")

For Each salmon As String In salmons
    Console.Write(salmon & " ")
Next
'Output: chinook pink sockeye

В следующем примере элементы из универсального списка удаляются. Вместо инструкции For Each, используется инструкция For…Next, которая выполняет итерацию в порядке убывания. Это связано с тем, что метод приводит к тому, что RemoveAt элементы после удаленного элемента имеют более низкое значение индекса.

Dim numbers As New List(Of Integer) From
    {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

' Remove odd numbers.
For index As Integer = numbers.Count - 1 To 0 Step -1
    If numbers(index) Mod 2 = 1 Then
        ' Remove the element by specifying
        ' the zero-based index in the list.
        numbers.RemoveAt(index)
    End If
Next

' Iterate through the list.
' A lambda expression is placed in the ForEach method
' of the List(T) object.
numbers.ForEach(
    Sub(number) Console.Write(number & " "))
' Output: 0 2 4 6 8

Для типа элементов в элементе List<T>можно также определить собственный класс. В следующем примере класс Galaxy, который используется List<T>, определён в коде.

Private Sub IterateThroughList()
    Dim theGalaxies As New List(Of Galaxy) From
        {
            New Galaxy With {.Name = "Tadpole", .MegaLightYears = 400},
            New Galaxy With {.Name = "Pinwheel", .MegaLightYears = 25},
            New Galaxy With {.Name = "Milky Way", .MegaLightYears = 0},
            New Galaxy With {.Name = "Andromeda", .MegaLightYears = 3}
        }

    For Each theGalaxy In theGalaxies
        With theGalaxy
            Console.WriteLine(.Name & "  " & .MegaLightYears)
        End With
    Next

    ' Output:
    '  Tadpole  400
    '  Pinwheel  25
    '  Milky Way  0
    '  Andromeda  3
End Sub

Public Class Galaxy
    Public Property Name As String
    Public Property MegaLightYears As Integer
End Class

Виды коллекций

Многие распространенные коллекции предоставляются платформой .NET Framework. Каждый тип коллекции предназначен для определенной цели.

Некоторые общие классы коллекций описаны в этом разделе:

• System.Collections.Generic Классы

• System.Collections.Concurrent Классы

• System.Collections Классы

• Класс Visual Basic Collection

Классы System.Collections.Generic

Вы можете создать универсальную коллекцию с помощью одного из классов в System.Collections.Generic пространстве имен. Универсальная коллекция полезна, если каждый элемент в коллекции имеет один и тот же тип данных. Универсальная коллекция обеспечивает строгую типизацию, позволяя добавлять только нужный тип данных.

В следующей таблице перечислены некоторые часто используемые классы System.Collections.Generic пространства имен:

Класс	Описание
Dictionary<TKey,TValue>	Представляет коллекцию пар "ключ-значение", упорядоченных на основе ключа.
List<T>	Представляет список объектов, к которым можно получить доступ по индексу. Предоставляет методы для поиска, сортировки и изменения списков.
Queue<T>	Представляет коллекцию объектов с организацией по принципу "первый пришел, первый ушел" (FIFO).
SortedList<TKey,TValue>	Представляет коллекцию пар "ключ-значение", отсортированных по ключу на основе связанной IComparer<T> реализации.
Stack<T>	Представляет собой коллекцию объектов, организованную по принципу "последний пришел - первый вышел" (LIFO).

Дополнительные сведения см. в разделе "Часто используемые типы коллекций", выбор класса коллекции и System.Collections.Generic.

Классы System.Collections.Concurrent

В .NET Framework 4 или более поздней версии коллекции в System.Collections.Concurrent пространстве имен предоставляют эффективные потокобезопасные операции для доступа к элементам коллекции из нескольких потоков.

Классы в System.Collections.Concurrent пространстве имен следует использовать вместо соответствующих типов в System.Collections.Generic пространствах имен и System.Collections всякий раз, когда несколько потоков обращаются к коллекции одновременно. Дополнительные сведения см. в разделе Thread-Safe Коллекции и System.Collections.Concurrent.

Некоторые классы, включенные в пространство имен System.Collections.Concurrent, такие как BlockingCollection<T>, ConcurrentDictionary<TKey,TValue>, ConcurrentQueue<T> и ConcurrentStack<T>.

Классы System.Collections

Классы в System.Collections пространстве имен не хранят элементы как специально типизированные объекты, а как объекты типа Object.

По возможности следует использовать универсальные коллекции в System.Collections.Generic пространстве имен или System.Collections.Concurrent пространстве имен вместо устаревших типов в System.Collections пространстве имен.

В следующей таблице перечислены некоторые часто используемые классы в System.Collections пространстве имен:

Класс	Описание
ArrayList	Представляет массив объектов, размер которых динамически увеличивается по мере необходимости.
Hashtable	Представляет коллекцию пар «ключ-значение», которые упорядочены по хэш-коду ключа.
Queue	Представляет коллекцию объектов с организацией по принципу "первый пришел, первый ушел" (FIFO).
Stack	Представляет собой коллекцию объектов, организованную по принципу "последний пришел - первый вышел" (LIFO).

Пространство System.Collections.Specialized имён предоставляет специализированные и строго типизированные классы коллекций, такие как коллекции, содержащие только строки, а также связанные списки и гибридные словари.

Класс коллекции Visual Basic

Класс Visual Basic Collection можно использовать для доступа к элементу коллекции с помощью числового индекса или String ключа. Элементы можно добавить в объект коллекции либо с помощью или без указания ключа. При добавлении элемента без ключа необходимо использовать его числовый индекс для доступа к нему.

Класс Visual Basic Collection сохраняет все его элементы в виде типа Object, поэтому можно добавить элемент любого типа данных. Не существует механизма защиты от неуместных типов данных.

При использовании класса Visual Basic Collection первый элемент в коллекции имеет индекс 1. Это отличается от классов коллекций .NET Framework, для которых начальный индекс равен 0.

По возможности следует использовать универсальные коллекции в System.Collections.Generic пространстве имен или System.Collections.Concurrent пространстве имен вместо класса Visual Basic Collection .

Дополнительные сведения см. в разделе Collection.

Реализация коллекции пар "ключ-значение"

Универсальная Dictionary<TKey,TValue> коллекция позволяет получить доступ к элементам в коллекции с помощью ключа каждого элемента. Каждое дополнение к словарю состоит из значения и связанного с ним ключа. Получение значения с помощью ключа выполняется быстро, так как Dictionary класс реализуется как хэш-таблица.

В следующем примере создается Dictionary коллекция и выполняется итерация по словарю с помощью инструкции For Each.

Private Sub IterateThroughDictionary()
    Dim elements As Dictionary(Of String, Element) = BuildDictionary()

    For Each kvp As KeyValuePair(Of String, Element) In elements
        Dim theElement As Element = kvp.Value

        Console.WriteLine("key: " & kvp.Key)
        With theElement
            Console.WriteLine("values: " & .Symbol & " " &
                .Name & " " & .AtomicNumber)
        End With
    Next
End Sub

Private Function BuildDictionary() As Dictionary(Of String, Element)
    Dim elements As New Dictionary(Of String, Element)

    AddToDictionary(elements, "K", "Potassium", 19)
    AddToDictionary(elements, "Ca", "Calcium", 20)
    AddToDictionary(elements, "Sc", "Scandium", 21)
    AddToDictionary(elements, "Ti", "Titanium", 22)

    Return elements
End Function

Private Sub AddToDictionary(ByVal elements As Dictionary(Of String, Element),
ByVal symbol As String, ByVal name As String, ByVal atomicNumber As Integer)
    Dim theElement As New Element

    theElement.Symbol = symbol
    theElement.Name = name
    theElement.AtomicNumber = atomicNumber

    elements.Add(Key:=theElement.Symbol, value:=theElement)
End Sub

Public Class Element
    Public Property Symbol As String
    Public Property Name As String
    Public Property AtomicNumber As Integer
End Class

Чтобы вместо этого использовать инициализатор коллекции для сборки коллекции Dictionary, вы можете заменить методы BuildDictionary и AddToDictionary следующим методом.

Private Function BuildDictionary2() As Dictionary(Of String, Element)
    Return New Dictionary(Of String, Element) From
        {
            {"K", New Element With
                {.Symbol = "K", .Name = "Potassium", .AtomicNumber = 19}},
            {"Ca", New Element With
                {.Symbol = "Ca", .Name = "Calcium", .AtomicNumber = 20}},
            {"Sc", New Element With
                {.Symbol = "Sc", .Name = "Scandium", .AtomicNumber = 21}},
            {"Ti", New Element With
                {.Symbol = "Ti", .Name = "Titanium", .AtomicNumber = 22}}
        }
End Function

В следующем примере используется ContainsKey метод и Item[] свойство для Dictionary быстрого поиска элемента по ключу. Свойство Item позволяет получить доступ к элементу в elements коллекции с помощью elements(symbol) кода в Visual Basic.

Private Sub FindInDictionary(ByVal symbol As String)
    Dim elements As Dictionary(Of String, Element) = BuildDictionary()

    If elements.ContainsKey(symbol) = False Then
        Console.WriteLine(symbol & " not found")
    Else
        Dim theElement = elements(symbol)
        Console.WriteLine("found: " & theElement.Name)
    End If
End Sub

В следующем примере метод TryGetValue используется, чтобы быстро найти элемент по ключу.

Private Sub FindInDictionary2(ByVal symbol As String)
    Dim elements As Dictionary(Of String, Element) = BuildDictionary()

    Dim theElement As Element = Nothing
    If elements.TryGetValue(symbol, theElement) = False Then
        Console.WriteLine(symbol & " not found")
    Else
        Console.WriteLine("found: " & theElement.Name)
    End If
End Sub

Использование LINQ для доступа к коллекции

LINQ (Language-Integrated Query) можно использовать для доступа к коллекциям. Запросы LINQ предоставляют возможности фильтрации, упорядочивания и группировки. Дополнительные сведения см. в статье "Начало работы с LINQ" в Visual Basic.

В следующем примере выполняется запрос LINQ к универсальному Listобъекту. Запрос LINQ возвращает другую коллекцию, содержащую результаты.

Private Sub ShowLINQ()
    Dim elements As List(Of Element) = BuildList()

    ' LINQ Query.
    Dim subset = From theElement In elements
                  Where theElement.AtomicNumber < 22
                  Order By theElement.Name

    For Each theElement In subset
        Console.WriteLine(theElement.Name & " " & theElement.AtomicNumber)
    Next

    ' Output:
    '  Calcium 20
    '  Potassium 19
    '  Scandium 21
End Sub

Private Function BuildList() As List(Of Element)
    Return New List(Of Element) From
        {
            {New Element With
                {.Symbol = "K", .Name = "Potassium", .AtomicNumber = 19}},
            {New Element With
                {.Symbol = "Ca", .Name = "Calcium", .AtomicNumber = 20}},
            {New Element With
                {.Symbol = "Sc", .Name = "Scandium", .AtomicNumber = 21}},
            {New Element With
                {.Symbol = "Ti", .Name = "Titanium", .AtomicNumber = 22}}
        }
End Function

Public Class Element
    Public Property Symbol As String
    Public Property Name As String
    Public Property AtomicNumber As Integer
End Class

Сортировка коллекции

В следующем примере показана процедура сортировки коллекции. В примере сортируются экземпляры Car класса, хранящиеся в объекте List<T>. Класс Car реализует интерфейс IComparable<T>, который требует реализации метода CompareTo.

Каждый вызов CompareTo метода выполняет одно сравнение, используемое для сортировки. Код, написанный пользователем в методе CompareTo , возвращает значение для каждого сравнения текущего объекта с другим объектом. Возвращаемое значение меньше нуля, если текущий объект меньше другого объекта, больше нуля, если текущий объект больше, чем другой объект, и ноль, если они равны. Это позволяет определить в коде критерии для большего, меньшего и равного.

В методе ListCars оператор cars.Sort() сортирует список. Этот вызов метода Sort объекта List<T> приводит к автоматическому вызову метода CompareTo для объектов Car в List.

Public Sub ListCars()

    ' Create some new cars.
    Dim cars As New List(Of Car) From
    {
        New Car With {.Name = "car1", .Color = "blue", .Speed = 20},
        New Car With {.Name = "car2", .Color = "red", .Speed = 50},
        New Car With {.Name = "car3", .Color = "green", .Speed = 10},
        New Car With {.Name = "car4", .Color = "blue", .Speed = 50},
        New Car With {.Name = "car5", .Color = "blue", .Speed = 30},
        New Car With {.Name = "car6", .Color = "red", .Speed = 60},
        New Car With {.Name = "car7", .Color = "green", .Speed = 50}
    }

    ' Sort the cars by color alphabetically, and then by speed
    ' in descending order.
    cars.Sort()

    ' View all of the cars.
    For Each thisCar As Car In cars
        Console.Write(thisCar.Color.PadRight(5) & " ")
        Console.Write(thisCar.Speed.ToString & " ")
        Console.Write(thisCar.Name)
        Console.WriteLine()
    Next

    ' Output:
    '  blue  50 car4
    '  blue  30 car5
    '  blue  20 car1
    '  green 50 car7
    '  green 10 car3
    '  red   60 car6
    '  red   50 car2
End Sub

Public Class Car
    Implements IComparable(Of Car)

    Public Property Name As String
    Public Property Speed As Integer
    Public Property Color As String

    Public Function CompareTo(ByVal other As Car) As Integer _
        Implements System.IComparable(Of Car).CompareTo
        ' A call to this method makes a single comparison that is
        ' used for sorting.

        ' Determine the relative order of the objects being compared.
        ' Sort by color alphabetically, and then by speed in
        ' descending order.

        ' Compare the colors.
        Dim compare As Integer
        compare = String.Compare(Me.Color, other.Color, True)

        ' If the colors are the same, compare the speeds.
        If compare = 0 Then
            compare = Me.Speed.CompareTo(other.Speed)

            ' Use descending order for speed.
            compare = -compare
        End If

        Return compare
    End Function
End Class

Определение пользовательской коллекции

Вы можете определить коллекцию, реализуя IEnumerable<T> или IEnumerable интерфейс. Дополнительные сведения см. в разделе "Перечисление коллекции".

Хотя можно определить пользовательскую коллекцию, обычно лучше использовать коллекции, включенные в .NET Framework, которые описаны в разделе "Виды коллекций " выше в этом разделе.

В следующем примере определяется пользовательский класс коллекции с именем AllColors. Этот класс реализует интерфейс IEnumerable, что требует реализации метода GetEnumerator.

Метод GetEnumerator возвращает экземпляр ColorEnumerator класса. ColorEnumerator реализует интерфейс IEnumerator, который требует, чтобы свойство Current, метод MoveNext и метод Reset были реализованы.

Public Sub ListColors()
    Dim colors As New AllColors()

    For Each theColor As Color In colors
        Console.Write(theColor.Name & " ")
    Next
    Console.WriteLine()
    ' Output: red blue green
End Sub

' Collection class.
Public Class AllColors
    Implements System.Collections.IEnumerable

    Private _colors() As Color =
    {
        New Color With {.Name = "red"},
        New Color With {.Name = "blue"},
        New Color With {.Name = "green"}
    }

    Public Function GetEnumerator() As System.Collections.IEnumerator _
        Implements System.Collections.IEnumerable.GetEnumerator

        Return New ColorEnumerator(_colors)

        ' Instead of creating a custom enumerator, you could
        ' use the GetEnumerator of the array.
        'Return _colors.GetEnumerator
    End Function

    ' Custom enumerator.
    Private Class ColorEnumerator
        Implements System.Collections.IEnumerator

        Private _colors() As Color
        Private _position As Integer = -1

        Public Sub New(ByVal colors() As Color)
            _colors = colors
        End Sub

        Public ReadOnly Property Current() As Object _
            Implements System.Collections.IEnumerator.Current
            Get
                Return _colors(_position)
            End Get
        End Property

        Public Function MoveNext() As Boolean _
            Implements System.Collections.IEnumerator.MoveNext
            _position += 1
            Return (_position < _colors.Length)
        End Function

        Public Sub Reset() Implements System.Collections.IEnumerator.Reset
            _position = -1
        End Sub
    End Class
End Class

' Element class.
Public Class Color
    Public Property Name As String
End Class

Итераторы

Итератор используется для выполнения задаваемой пользователем итерации по коллекции. Итератор может быть методом или аксессором get. Итератор использует инструкцию Yield для возврата каждого элемента коллекции по одному за раз.

Вы вызываете итератор с помощью инструкции For Each…Next. Каждая итерация For Each цикла вызывает итератор. Когда в итераторе достигается оператор Yield, возвращается выражение, и текущее расположение в коде сохраняется. Выполнение перезапускается из этого расположения при следующем вызове итератора.

Дополнительные сведения см. в разделе "Итераторы" (Visual Basic).

В следующем примере используется метод итератора. Метод итератора имеет Yield оператор, который находится внутри For…Next цикла. В методе ListEvenNumbers каждая итерация For Each текста инструкции создает вызов метода итератора, который переходит к следующей Yield инструкции.

Public Sub ListEvenNumbers()
    For Each number As Integer In EvenSequence(5, 18)
        Console.Write(number & " ")
    Next
    Console.WriteLine()
    ' Output: 6 8 10 12 14 16 18
End Sub

Private Iterator Function EvenSequence(
ByVal firstNumber As Integer, ByVal lastNumber As Integer) _
As IEnumerable(Of Integer)

' Yield even numbers in the range.
    For number = firstNumber To lastNumber
        If number Mod 2 = 0 Then
            Yield number
        End If
    Next
End Function

См. также

• Инициализаторы коллекции
• Основные понятия программирования (Visual Basic)
• Оператор Option Strict
• LINQ to Objects (Visual Basic)
• Parallel LINQ (PLINQ)
• Коллекции и структуры данных
• Выбор класса коллекции
• Сравнения и сортировки в коллекциях
• Когда следует использовать универсальные коллекции