索引化字典的使用与实现

在软件开发中,字典(Dictionary)是一种常用的数据结构,它允许通过键(Key)快速检索到对应的值(Value)。然而,在某些情况下,可能需要根据对象的某个属性(而非键)来检索数据,就像在数据库中通过索引字段进行查询一样。为了满足这种需求,可以引入索引化字典的概念。

本文将介绍索引化字典的背景、重要性、使用方法以及如何实现它。

假设有一个存储人员信息的字典,其中键是人员ID,对象包含姓名和姓氏。通常情况下,可以通过ID来检索人员信息,但如果想要通过姓氏来检索人员信息,该怎么做呢?有两种选择:

第一种方法是每次需要通过姓氏检索人员时,遍历整个字典并查找特定的姓氏。第二种方法是维护一个额外的字典,用于存储原始字典中姓氏的索引。

索引化字典允许一方面像使用常规字典一样,另一方面可以定义索引属性。

重要事项

当前版本是Alpha版本,并且不是线程安全的。计划在未来添加线程安全的索引化字典到IndexedCollections命名空间,并开发Java版本的索引化字典。

使用代码

可以通过下载并编译解决方案,或者使用NuGet包管理器通过以下命令来添加对索引化字典的引用:

Install-Package IndexedCollections

示例

假设有一个人员对象,它看起来像这样:

class Person { [Key] public int Id { get; set; } [Index] public string LastName { get; set; } [Index] public string FirstName { get; set; } public override string ToString() { return string.Format("{0} - {1},{2}", Id, LastName, FirstName); } }

Key属性定义了类中的键属性。如果找不到这个属性,索引化字典将抛出NoKeyPropertyException异常。Index属性定义了将用作索引的属性,这意味着字典可以通过这个字段进行查询。有两种类型的索引:唯一索引和非唯一索引。它们之间唯一的区别是,唯一属性的值在字典中必须是唯一的。

所有被标记为Key或Index的属性必须实现GetHashCode方法,并且必须为不同的值返回不同的哈希码,为相同的值返回相同的哈希码。

定义字典

IndexedDictionary<int, Person> people = new IndexedDictionary<int, Person>();

这与常规字典的声明非常相似:

int - 键的类型

Person - 值的类型

添加项目

现在让添加一个项目:

第一步:创建一个Person实例:

Person p1 = new Person() { Id = 1, FirstName = "John", LastName = "Johnson" };

第二步:将实例添加到字典中:

people.Add(p1);

不需要显式传递键值,因为Person类的Id属性已经被标记为Key了。

另一种向字典添加项目的方法是使用索引器([]):

people[p1.Id] = p1;

获取数据

有多种方法可以从索引化字典中检索项目:

1. 使用索引器:

Person p = people[1];

2. 使用GetByTemplate方法:

Person t = new Person() { Id = 1, FirstName = "John" }; Person[] p = people.GetByTemplate(t, LogicOperator.OR, true);

让看一下方法的参数。第一个参数是模板,将根据这个模板来选择项目。索引化字典会考虑被标记为Key或Index的属性。如果只想通过索引属性匹配项目,忽略键,必须将最后一个参数设置为false,否则应该是true。这是一个默认参数,其默认值是true。

第二个参数告诉字典如何执行项目的匹配。

OR - 表示匹配提供的模板的任何标记属性将添加项目到结果集。

AND - 表示只有匹配提供模板的所有标记属性才会将项目添加到结果集。

AND_IGNORE_NULLS - 就像AND一样,但是模板中标记的属性,如果值为null,则在匹配过程中会被忽略。

NOT - 表示至少有一个不匹配的标记属性值的项目将被添加到结果集。

第三个参数告诉字典是否在匹配过程中遇到键属性。如果这个参数的值是false,键属性将在匹配过程中被忽略。这是一个默认参数,其默认值是true。

ForEach

索引化字典实现了IEnumerable和IEnumerator接口,所以绝对可以使用foreach语句进行迭代。

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