构建可反转排序的泛型字典类(6)--实现IDictionary接口中的Keys和Values属性
6. 实现IDictionary接口中的Keys和Values属性
现在我们可以着眼于IDictionary接口的实现。第4节中，专门针对这个接口做了一个最简化的例子，我们来回顾一下，它是怎么实现IDictionary接口中的Keys和Values属性的。
public
ICollection Keys
{ //返回所有键的集合
get
{ //把所有键的集合拷贝到新数组中并返回
Object[] keys = new Object[ItemsInUse]; for (Int32 n = 0; n < ItemsInUse; n++) keys[n] = items[n].Key; return keys;
}
}
public
ICollection Values
{ //返回所有值的集合 get { //把所有值的集合拷贝到新数组中并返回 Object[] values = new Object[ItemsInUse]; for (Int32 n = 0; n < ItemsInUse; n++) values[n] = items[n].Value; return values; } }
可以很清楚地看到，它把数组里的所有元素拷贝到另一块内存空间中并返回，这再一次带来了性能问题，如果频繁地访问Keys和Values属性还会给垃圾回收带来压力。最好的解决办法当然是直接引用而不是拷贝数组里的元素，你还希望增加一些功能，可以使用索引访问Keys属性或Values属性所返回的ICollection。但从第5节中的图2（最好直接下载下来以方便观看）中可以看到ICollection接口只有寥寥几个成员，并没有Item属性，怎么办呢？当然是从ICollection的子接口中寻找合适的接口了。我们知道，ICollection接口是集合接口的基接口，而它的子接口则是更专用的集合接口，如IDictionary表示带有键\值对的集合，IList表示值的集合，它们都可以按索引访问。
所以这一次你决定另外实现公有的Keys和Values属性，并返回一个ILst<T>接口，并手动实现它，一方面满足所有的功能，另一方面也可以实现IDictionary和IDictionary<TKey, TValue>接口的Keys和Values属性。好，先来看看ILst<T>接口的关系图：
图4 IList<T>接口关系图
可以看到，实现它并不简单，好在我们将屏蔽所有对元素进行改动的功能。当然，首先还是要要实现一个枚举器（感觉又回到了第2节：http://cgbluesky.blog.163.com/blog/static/241235582008113103320661/ ），不同的地方在于，这次枚举器跟调用类的关系不再是嵌套关系，它们处于同一层次，都是ReversibleSortedList的嵌套类。另外由于引用外部类集合，这里也不需要考虑反向排序的问题。
下面是Keys属性枚举时所需要的枚举器：
ReversibleSortedListKeyEnumerator
同理，Values属性枚举时所需要的枚举器代码类似：
ReversibleSortedListValueEnumerator
枚举器实现了，接下来实现Keys所需要的IList<T>。注意，这里通过弹出异常屏蔽了所有企图对元素进行修改的操作。
KeyListK,V
同理，Values所需要的Llist<T>代码相似：
ValueList K, V definition
上面两个IList<T>接口代码调用了外部类的一些方法，需要把它们添加到ReversibleSortedList类中：
公有方法如下：
//
查找指定键索引
public
int
IndexOfKey(TKey key)
{ if (key.Equals(null)) { throw new ArgumentNullException("key"); } int num1 = Array.BinarySearch<TKey>(this.keys, 0, this._size, key, this._sortDirectionComparer); if (num1 < 0) { return -1; } return num1; }
//
查找指定值索引
public
int
IndexOfValue(TValue value)
{ return Array.IndexOf<TValue>(this.values, value, 0, this._size); }
//
判断是否包含指定键
public
bool
ContainsKey(TKey key)
{ return (this.IndexOfKey(key) >= 0); }
//
判断是否包含指定值
public
bool
ContainsValue(TValue value)
{ return (this.IndexOfValue(value) >= 0); }
私有方法如下：
private
TValue GetByIndex(
int
index)
{ if ((index < 0) || (index >= this._size)) { throw new ArgumentOutOfRangeException("index", "Index out of range"); } return this.values[index]; }
//
返回指定索引的键
private
TKey GetKey(
int
index)
{ if ((index < 0) || (index >= this._size)) { throw new ArgumentOutOfRangeException("index", "Index out of range"); } return this.keys[index]; }
private
void
Insert(
int
index, TKey key, TValue value)
{ //在指定索引入插入数据 if (this._size == this.keys.Length) { this.EnsureCapacity(this._size + 1); } if (index < this._size) { //当插入元素不是添加在未尾时，移动插入点后面的元素 Array.Copy(this.keys, index, this.keys, (int)(index + 1), (int)(this._size - index)); Array.Copy(this.values, index, this.values, (int)(index + 1), (int)(this._size - index)); } this.keys[index] = key; //在插入点插入键 this.values[index] = value; //在插入点插入值 this._size++; this.version++; }
private
KeyList
<
TKey, TValue
>
GetKeyListHelper()
{ //获取键的IList<T>集合 if (this.keyList == null) { this.keyList = new KeyList<TKey, TValue>(this); } return this.keyList; }
private
ValueList
<
TKey, TValue
>
GetValueListHelper()
{ //获取值的IList<T>集合 if (this.valueList == null) { this.valueList = new ValueList<TKey, TValue>(this); } return this.valueList; }
写了这么多代码，终于可以实现Keys和Values属性了。
首先添加这两个属性所需的成员变量：
private ValueList < TKey, TValue > valueList;
然后实现Keys和Values属性，以上这么多代码，就是为了这两个属性：
public
IList
<
TKey
>
Keys
{ get { return this.GetKeyListHelper(); } }
public
IList
<
TValue
>
Values
{ get { return this.GetValueListHelper(); } }
看到这，你是不是有些不耐烦了，反正我是有这样的感觉了。但有一点你必须明白，FCL里的代码就是这么实现的。
好，做了这么多工作，终于可以看看成果，测试一下是否可用了。在Main方法添加如下代码：
static
void
Main()
{ ReversibleSortedList<int, string> rs = new ReversibleSortedList<int, string>(); //添加元素 rs.Add(3, "a"); rs.Add(1, "b"); rs.Add(2, "c"); rs.Add(6, "d"); rs.Add(5, "e"); rs.Add(4, "f"); //打印键/值 foreach (KeyValuePair<int, string> d in rs) { Console.WriteLine(d.Key + " " + d.Value); } //打印键，这里访问了Keys属性 foreach (int i in rs.Keys) { Console.Write(i + " "); } Console.WriteLine();//换行 //打印值，这里访问了Values属性 foreach (string s in rs.Values) { Console.Write(s + " "); } Console.WriteLine();//换行 Console.WriteLine(rs.Keys[3]); //通过索引访问键 Console.WriteLine(rs.Values[4]); //通过索引访问值 }
上帝啊！太痛苦了，如果你也有这样的感觉，请下载现成的代码，更改Main()方法里的东西，尝试是否能通过Keys和Values属性更改元素。
ReversibleSortedList 0.5版本：实现Keys和Values属性
运行结果：
1 b
2 c
3 a
4 f
5 e
6 d
1 2 3 4 5 6
b c a f e d
4
e