了解如何在 C# 中使用 List<T> 管理数据集合

项目
05/10/2023

本介绍性教程介绍了 C# 语言和 List<T> 类的基础知识。

先决条件

本教程要求安装一台虚拟机，以用于本地开发。请参阅设置本地环境，了解 .NET 的安装说明和应用程序开发概述。

如果希望在不设置本地环境的情况下运行代码，请参阅本教程的交互式浏览器版本。

基本列表示例

创建名为 list-tutorial 的目录。将新建的目录设为当前目录，并运行 dotnet new console。

重要

适用于 .NET 6 的 C# 模板使用顶级语句。如果你已升级到 .NET 6，则应用程序可能与本文中的代码不匹配。有关详细信息，请参阅有关新 C# 模板生成顶级语句的文章

.NET 6 SDK 还为使用以下 SDK 的项目添加了一组隐式指令：

Microsoft.NET.Sdk
Microsoft.NET.Sdk.Web
Microsoft.NET.Sdk.Worker

这些隐式 global using 指令包含项目类型最常见的命名空间。

有关详细信息，请参阅有关隐式 using 指令的文章

在常用编辑器中，打开 Program.cs，并将现有代码替换为以下代码：

List<string> names = ["<name>", "Ana", "Felipe"];
foreach (var name in names)
{
    Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
}

将 <name> 替换为自己的名称。保存 Program.cs。在控制台窗口中键入 dotnet run，试运行看看。

你已创建了一个字符串列表，在该列表中添加了三个名称，并打印了所有大写的名称。循环读取整个列表需要用到在前面的教程中学到的概念。

用于显示名称的代码使用字符串内插功能。如果 string 前面有 $符号，可以在字符串声明中嵌入 C# 代码。实际字符串使用自己生成的值替换该 C# 代码。在此示例中，{name.ToUpper()} 被替换为各个转换为大写字母的名称，因为调用了 ToUpper 方法。

接下来将进一步探索。

修改列表内容

创建的集合使用 List<T> 类型。此类型存储一系列元素。元素类型是在尖括号内指定。

List<T> 类型的一个重要方面是，既可以扩大，也可以收缩，方便用户添加或删除元素。在程序末尾添加以下代码：

Console.WriteLine();
names.Add("Maria");
names.Add("Bill");
names.Remove("Ana");
foreach (var name in names)
{
    Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
}

又向列表的末尾添加了两个名称。同时，也删除了一个名称。保存此文件，并键入 dotnet run，试运行看看。

借助 List<T>，还可以按索引引用各项。索引位于列表名称后面的 [ 和 ] 令牌之间。 C# 对第一个索引使用 0。将以下代码添加到刚才添加的代码的正下方，并试运行看看：

Console.WriteLine($"My name is {names[0]}");
Console.WriteLine($"I've added {names[2]} and {names[3]} to the list");

不得访问超出列表末尾的索引。请注意，索引是从 0 开始编制，因此最大有效索引是用列表项数减 1 计算得出。可以使用 Count 属性确定列表长度。在程序的末尾添加以下代码：

Console.WriteLine($"The list has {names.Count} people in it");

保存此文件，并再次键入 dotnet run 看看结果如何。

搜索列表并进行排序

我们的示例使用的列表较小，但大家的应用程序创建的列表通常可能会包含更多元素，有时可能会包含数以千计的元素。若要在更大的集合中查找元素，需要在列表中搜索不同的项。 IndexOf 方法可搜索项，并返回此项的索引。如果项不在列表中，IndexOf 将返回 -1。在程序底部添加以下代码：

var index = names.IndexOf("Felipe");
if (index == -1)
{
    Console.WriteLine($"When an item is not found, IndexOf returns {index}");
}
else
{
    Console.WriteLine($"The name {names[index]} is at index {index}");
}

index = names.IndexOf("Not Found");
if (index == -1)
{
    Console.WriteLine($"When an item is not found, IndexOf returns {index}");
}
else
{
    Console.WriteLine($"The name {names[index]} is at index {index}");

}

还可以对列表中的项进行排序。 Sort 方法按正常顺序（如果是字符串则按字母顺序）对列表中的所有项进行排序。在程序底部添加以下代码：

names.Sort();
foreach (var name in names)
{
    Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
}

保存此文件，并键入 dotnet run，试运行此最新版程序。

开始进入下一部分前，先将当前代码移到单独的方法中。这样一来，可以更轻松地开始处理新示例。将你编写的所有代码放在一个名为 WorkWithStrings() 的新方法中。在程序的顶部调用该方法。完成后，代码应如下所示：

WorkWithStrings();

void WorkWithStrings()
{
    List<string> names = ["<name>", "Ana", "Felipe"];
    foreach (var name in names)
    {
        Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
    }

    Console.WriteLine();
    names.Add("Maria");
    names.Add("Bill");
    names.Remove("Ana");
    foreach (var name in names)
    {
        Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
    }

    Console.WriteLine($"My name is {names[0]}");
    Console.WriteLine($"I've added {names[2]} and {names[3]} to the list");

    Console.WriteLine($"The list has {names.Count} people in it");

    var index = names.IndexOf("Felipe");
    if (index == -1)
    {
        Console.WriteLine($"When an item is not found, IndexOf returns {index}");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine($"The name {names[index]} is at index {index}");
    }

    index = names.IndexOf("Not Found");
    if (index == -1)
    {
        Console.WriteLine($"When an item is not found, IndexOf returns {index}");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine($"The name {names[index]} is at index {index}");

    }

    names.Sort();
    foreach (var name in names)
    {
        Console.WriteLine($"Hello {name.ToUpper()}!");
    }
}

其他类型的列表

到目前为止，大家一直在列表中使用 string 类型。接下来，将让 List<T> 使用其他类型。那就生成一组数字吧。

在调用 WorkWithStrings() 后，在程序中添加以下内容：

List<int> fibonacciNumbers = [1, 1];

这会创建一个整数列表，并将头两个整数设置为值 1。这些是斐波那契数列（一系列数字）的头两个值。斐波那契数列中的每个数字都是前两个数字之和。添加以下代码：

var previous = fibonacciNumbers[fibonacciNumbers.Count - 1];
var previous2 = fibonacciNumbers[fibonacciNumbers.Count - 2];

fibonacciNumbers.Add(previous + previous2);

foreach (var item in fibonacciNumbers)
{
    Console.WriteLine(item);
}

保存此文件，并键入 dotnet run 看看结果如何。

提示

为了能够集中精力探究此部分，可以注释掉调用 WorkWithStrings(); 的代码。只需在此调用前添加两个 / 字符即可，如 // WorkWithStrings();。

挑战

看看能不能将本课程中的一些概念与前面的课程融会贯通。使用斐波那契数列，扩展当前生成的程序。试着编写代码，生成此序列中的前 20 个数字。（作为提示，第 20 个斐波纳契数是 6765。）

完成挑战

可以查看 GitHub 上的完成示例代码，了解示例解决方案。

在循环的每次迭代中，取此列表中的最后两个整数进行求和，并将计算出的总和值添加到列表中。循环会一直重复运行到列表中有 20 个项为止。

恭喜！已完成“列表集合”教程。你可以继续在自己的开发环境中学习更多教程。

若要详细了解如何使用 List 类型，可参阅有关集合的 .NET 基础知识文章。还可以了解其他许多集合类型。