5存储多个同类型的数据—数组与集合.ppt

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1、第5章 存储多个同类型的数据数组与集合第3章中介绍了变量，使用变量可以存储数值。然而，当需要存储同一类型的多个数值时，单个变量就无法胜任了。例如，存储全班60个学生某一门课的成绩，也可以声明60个Double类型的变量来存储。但是，采用这种方法，需要记忆所有变量的名称，并且处理起来相当繁琐。本章讲述存储和处理这些数值的一个更简单和有效的方法，就是数组，同时讲述有关集合的相关知识。章节内容5.1 什么是数组5.2 一维数组5.3 多维数组5.4 动态数组5.5 Array类5.6 使用集合代替数组5.1 什么是数组以存储全班60个学生的成绩为例。在数学中，对于这样的一个数字序列，常会用这样的方法

2、表示：S1，S2，S3，S60。显然，对于这样一批同类型的数据来说，完全可以只取一个名称S，然后使用下标来区分它们。在VB.NET中，可以使用数组来表示这样的一组数据，名称相同，仅使用下标（也成为索引）来区分这些数据。每一个数据称为数组的元素，这些元素的下标都是连续的，数组中包含元素的个数称为数组的长度。一个由10个元素组成的Integer类型数组intA(0)intA(8)intA(2)intA(3)intA(4)intA(5)intA(6)intA(7)intA(1)intA(9)数组名，注意该数组中所有元素都使用相同的名字intA1104781290754516550数组intA中元素的

3、下标，代表了该元素在该数组中的位置数组的维数数组可以是一维或者多维的。维是一个方向，可以在此方向上改变数组元素的规范。例如，保存月内每日总销量的数组有一个维（当月日期）。而保存每个部门的月内每日总销量的数组则有两个维（部门编号和当月日期）。数组的维数也称为数组的秩。一维数组一维数组只有一个下标。二维数组二维数组结构类似于表格，需要指明行、列才能确定其中的元素，因此二维数组有两个下标。三维数组三维数组的结构则类似于立方体，拥有三个下标，依此类推，N维数组应该有N个下标。5.2 一维数组仅有一个下标的数组称为一维数组，用于存储和处理线性的数据。使用数组之前，必须先声明这个数组，并为其分配内存空间。

4、数组声明与创建语法格式如下。Dim 数组名(下标上界)As 元素类型数组名后面的圆括号表明这是一个数组，而不是单个变量。仅有一个下标，表示这是一个一维数组。下标必须是常量或者常量表达式，而不能是变量。数组下标从0开始，因此数组可以包含元素的总数，即数组的长度应该为下标上界加1。As后面的类型指明数组元素的类型，如果省略，则默认为Object类型。例子下面代码声明了一个整型的含有10个元素的一维数组。Dim intA(9)As Integer在VB.Net中，将数组作为对象看待，因此数组可以在声明时不指明其长度，而是在使用之前使用New关键字创建，分配相应的内存空间，其语法格式如下。Dim 数组

5、名()As Integer数组名=New 类型名(下标上界)数组元素的引用通过数组名和下标来引用数组元素，语法格式如下。数组名(下标)其使用方式与单个变量很相似，可以出现在任何可以使用单个变量的地方。例子例如，下面代码引用了intA数组中的第1个元素，并将其赋值给另外一个变量a。Dim a As Integera=intA(1)数组初始化数组在使用之前通常要有值。可以在使用New关键字创建数组的时候为其指定初始值，称为数组初始值设定项。intA=New Integer(9)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10上面的下标上界可以省略，编译器会根据初始值个数来确定数组的下标上界。也可以在创建时

6、不指明初始值，而在后面使用赋值语句，代码如下。Dim strComments()=New String(20)strComments(1)=FirststrComments(10)=Tenth数组应用数组通常应用于对有序数据的处理。从代码层面来说，在使用数组时，常与循环语句，尤其是For语句结合使用。示例1：Fibaonacci数列题目：如果一对兔子每月能生一对小兔（一雄一雌），而每对小兔在它出生后的第三个月里，假定在不发生死亡的又生了一对小兔，情况下，由一对出生的小兔开始，50个月后会有多少对兔子？分析：在第一个月时，只有一对小兔子，过了一个月，那对兔子成熟了，在第三个月时便生下一对小兔子，

7、这时有两对兔子。再过一个月，成熟的兔子再生一对小兔子，而另一对小兔子长大了，就有三对小兔子。如此推算下去，从第一个月开始，以后每个月的兔子总数是：1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144，233若把上述数列继续写下去，得到的数列便称为斐波那契（Fibonacci）数列。该数列的规律为：F1=1 F2=2Fn=Fn-2+Fn-1这是一个有序的一维数列，我们可以声明一个数组来存放它，并将其第一个元素和第二个元素赋值为1。构建“Fibonacci”应用程序Step1：新建一个Windows Form应用程序工程，并命名为“Fibonacci”。Step2：进行窗体界面设计。Ste

8、p3：编写代码。1 Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object,ByVal e As System.EventArgs)Handles MyBase.Load2 声明一个含有50个元素的整型数组3 Dim Fib()As Long=New Long(49)4 Dim i As Integer=05 Fibnacci数列的前两个数6 Fib(0)=17 Fib(1)=18 在文本框中显示前两个数字，以逗号分隔9 txbFib.Text=1,110 计算数列中的后续数11 For i=2 To 4912 Fibonacci数列中的数等于

9、前两项的和13 Fib(i)=Fib(i-2)+Fib(i-1)14 在文本框中显示数据15 txbFib.Text&=(,&Fib(i)16 Next17 End Sub计算Fib数列中的项运行结果示例2：使用Eratosthenes筛选法求素数问题：使用Eratosthenes筛选法求1000以内的素数。所谓Eratosthenes筛选法，是指首先留下2（第一个素数），而后把2的倍数统统删除；再留下3（第二个素数），而后把3的倍数统统从数组中删去；再往下是5，7像筛子一样，把不需要的数逐步筛去，留下的就是所求的素数。分析：首先需要声明一个数组来保存这1000个数，下标应当从0到999。其次

10、，从数组中将不需要的数字筛选出去。这个筛选的过程显然应当使用循环结构来实现。最后，如何实现筛选的过程呢？最简单的做法，是直接在该数组中将需要筛选出去的数改为0。构建“PrimeOfEratosthenes”应用程序Step1：新建一个Windows Form应用程序工程，并命名为“PrimeOfEratosthenes”。Step2：进行窗体界面设计。Step3：编写代码。1 Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object,ByVal e As System.EventArgs)Handles MyBase.Load2 声明数组3 Di

11、m Sieve()As Integer=New Integer(1000)4 Dim i,k As Integer5 数组初始化6 For i=0 To 10007 Sieve(i)=i8 Next9 清空文本框10txbPrime.Text=“”11 For i=2 To 100012 当前数不为0说明是筛选过后留下的数，即是素数13 If Sieve(i)0 Then14 在文本框中显示素数，以逗号分隔15 txbPrime.Text&=(Sieve(i)&,)16 筛选过程，将该素数的倍数都筛选出去17 For k=i*2 To 1000 Step i18 Sieve(k)=019 Ne

12、xt20 End If21 Next22 End Sub运行结果示例3：使用Boolean数组实现筛选过程对于筛选过程的实现，上面代码是通过直接在数组中将其设为0来实现的。在实际应用中，还可以使用一个Boolean类型的数组来实现。1 Private Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object,ByVal e As System.EventArgs)Handles MyBase.Load2 声明数组3 Dim Sieve()As Integer=New Integer(1000)4 Dim IsPrime()As Boolean=New Boole

13、an(1000)5 Dim i,k As Integer6 数组初始化7 For i=0 To 10008 Sieve(i)=i9 Next10 For I=0 to 100011 IsPrime(i)=True12 Next13 清空文本框14 txbPrime.Text=15 16 For i=2 To 100017 当前数对于的Isprime数组中的值为True，说明是筛选过后留下的数，即是素数18 If IsPrime(i)=True Then19 在文本框中显示素数，以逗号分隔20 txbPrime.Text&=(Sieve(i)&,)21 筛选过程，将该素数的倍数都筛选出去22 F

14、or k=i*2 To 1000 Step i23 IsPrime(k)=False24 Next25 End If26 Next27 End Sub区分数组对象和数组变量数组变量保存指向数组对象的指针,而数组变量一旦声明，就不能再更改它的秩或元素数据类型。但是，在数组变量的生存期内，可以将一系列不同的数组对象分配给它，这些数组对象可以具有不同的维长度。数组对象保存的是数组元素、秩和长度信息,数组对象一旦创建，就不能再更改它的维数、维长度或元素的数据类型，只能更改其元素的内容5.3 多维数组5.3.1 5.3.1 二维数组二维数组有两个下标的数组称为二维数组。二维数组的声明和创建、元素引用、初

15、始化等与一维数组均类似，唯一不同之处在于，二维数组需要通过两个下标来引用其元素，因此其处理常需要使用双重的For循环。二维数组声明语法格式Dim 数组名(下标1上界,下标2上界)As 类型下面代码声明了两个二维数组。Dim populations(200,3)As LongDim matrix(5,15,10)As Single应用示例：盘点某商店一年的销盘点某商店一年的销售情况售情况问题：某商店经营了一年后，在年终盘点的时候，需要计算该商店今年总的销售额、每天的平均销售额以及销售额最大的月份。分析：首先需要使用数组来保存该商店每天的实际销售额。学习了前面内容后，读者可能马上会想到，是否可以用

16、一维数组呢？因为一年有365天。这里请注意，题目中还需要求销售额最大的月份，这意味着存储的数据需要按月存放。这样，仅一维数组就不够用了。我们可以声明一个二维数组：第一维表示月份，第二维表示每个月份的每天实际销售额。构建“SalesAverage”应用程序Step1：新建一个Windows Form应用程序工程，并命名为SalesAverage。Step2：进行窗体界面设计。Step3：进行编码。（1）声明变量1 声明一个存放销售额的二维数组2 Dim intSales(,)As Integer=New Integer(11,30)3 年度总销售额4 Dim lngTotal As Long=0

17、5 声明一个存放每月销售额的数组6 Dim lngMonthSales()As Long=New Long(11)7 最大的月销售额8 Dim max As Long=09 最大销售额的月份10 Dim maxMonth As Integer=011 每天平均销售额12 Dim dblDayAver As Double=013 Dim i,j As Integer（2）生成随机数来模拟销售额。首先，需要创建一个Random类的实例。之后就可以使用该对象的方法来生成伪随机数了objRnd.Next()：用于生成非负的伪随机数。objRnd.NextDouble()：用于生成0.0到1.0之间的随

18、机数。1 创建一个伪随机数对象2 Dim objRnd As Random=New Random()1 生成随机数用于模拟销售数据2 For i=0 To 113 Select Case i+14 Case 1,3,5,7,8,10,125 For j=0 To 306 intSales(i,j)=objRnd.Next7 Next8 Case 4,6,9,119 For j=0 To 2910 intSales(i,j)=objRnd.Next11 Next12 Case 213 For j=0 To 2714 intSales(i,j)=objRnd.Next15 Next16 End S

19、elect17 Next（3）累加求年度总销售额和每个月的月份销售额。1 初始化intMonthSales数组2 For i=0 To 113 lngMonthSales(i)=04 Next 5 累加6 For i=0 To 117 Select Case i+18 Case 1,3,5,7,8,10,129 For j=0 To 3010 求年度总销售额11 lngTotal+=intSales(i,j)12 求月份总销售额13 lngMonthSales(i)+=intSales(i,j)14 Next15 Case 4,6,9,1116 For j=0 To 2917 求年度总销售额1

20、8 lngTotal+=intSales(i,j)19 求月份总销售额20 lngMonthSales(i)+=intSales(i,j)21 Next22 Case 223 For j=0 To 2724 求年度总销售额25 lngTotal+=intSales(i,j)26 求月份总销售额27 lngMonthSales(i)+=intSales(i,j)28 Next29 End Select30 Next（4）求销售额最大的月份。这实际上是求数组lngMonthSales中最大元素对应的月份。1 求销售额最大的月份2 max=lngMonthSales(0)3 For i=1 To 1

21、14 If lngMonthSales(i)max Then5 maxMonth=i6 max=lngMonthSales(i)7 End If8 Next9 maxMonth+=1（5）最后在文本框中显示计算结果。1 在文本框中显示计算数据2 txbMaxMonth.Text=maxMonth 3 txbTotalAmount.Text=lngTotal4 txbDayAverage.Text=lngTotal/365运行结果5.3.2 5.3.2 多维数组多维数组对于上节示例中的应用程序，如果该商店需要计算近5年的总销售额及其平均值，那么还需要增加一个维度用于表示年。Dim intSale

22、s2(,)As Integer=New Integer(4,11,30)该数组拥有3个下标，是一个三维数组。该数组包含的元素个数，可以这样计算：第一维长度为5，第二维长度为12，第三维长度为31，数组的元素个数为5*12*31=1860。随着数组维数的增多，数组包含的元素个数也急剧增多，所需的存储空间也急剧增，因此在使用多维数组时需要谨慎。一般常用数组为一维和二维数组，超过三维以上的数组比较少用到。三维数组，甚至N维数组的声明、创建、使用、初始值设定项等均与一维、二维数组类似，区别仅在于下标个数的不同。5.4 动态数组VB.NET允许使用Redim语句为之前创建的数组重新分配存储空间。Redi

23、mPreserve数组名(下标上界列表)Preserve是可选的修饰符，当仅更改最后一个维度的大小时，用来保留现有数组中的数据。下标上界列表中列出了重新定义的数组各个维度的下标上界。Redim语句仅适用于数组。示例：示例：模拟学生数据库模拟学生数据库StudentDatabase该示例中需要使用一个结构数组来模拟实现一个处理学生信息的数据库应用程序，可以动态录入学生的相关信息，包括学号、姓名和成绩，并且可以根据学生成绩排序。Step1：新建一个Windows Form应用程序工程，并命名为“StudentDatabase”。Step2：进行窗体界面设计Step3：创建结构，并声明结构数组。结构

24、的定义通常都是放在模块中的。VB.NET中的模块（Module）是用于封装定义在其中的成员的一种引用类型，使用Module关键字标识，其基本语法格式如下。Module 模块名 成员声明End Module（1）添加模块。单击菜单栏中的【项目】【添加模块】命令，打开【添加新项-StudentDabase】窗口，如图5-16所示。在名称文本框中输入MyStruct.vb，这是模块文件的名称，同时MyStruct也会作为模块的名称。如果有需要，也可以在代码中直接修改。（2）在模块中定义结构、声明结构数组，同时声明一个用于保存数组长度的变量。1 MyStruct.vb2 Module MyStruct

25、3 学生结构4 Structure Student5 Public num As Integer6 Public name As String7 Public mark As Integer8 End Structure9 保存学生信息的结构类型数组10 Public StuInfo()As Student New Student(-1)11 End ModuleStep4：编写代码，添加按钮的单击事件过程1 Private Sub btnAdd_Click(ByVal sender As System.Object,ByVal e As System.EventArgs)Handles bt

26、nAdd.Click2 判断文本框是否为空3 If(txbNum.Text )And(txbName.Text )And(txbMark.Text )Then4 获取数组下标上界5 Dim n As Integer=MyStruct.StuInfo.GetUpperBound(0)6 数组长度增加17 ReDim Preserve MyStruct.StuInfo(n+1)8 为数组元素赋值9 MyStruct.StuInfo(n+1).num=CInt(txbNum.Text)10 MyStruct.StuInfo(n+1).name=txbName.Text11 MyStruct.StuI

27、nfo(n+1).mark=CInt(txbMark.Text)12 清空文本框13 txbNum.Clear()14 txbMark.Clear()15 txbName.Clear()16 Else17 文本框为空，退出当前过程18 MessageBox.Show(文本框不能为空！)19 Exit Sub20 End If21 End Sub运行结果5.5 Array类Array类位于System命名空间，提供创建、操作、搜索和排序数组的方法，因而在公共语言运行库中用作所有数组的基类。我们之前用到的所有数组都继承自该类。在声明数组的时候，也可以写成如下形式。Dim intA As Array

28、=New Integer(9)Array类的常用属性与方法Rank属性返回数组的维数。Length属性返回数组的元素总数。GetLength 方法返回指定维度的长度。GetUpperBound方法返回指定维度的最大索引值。每个维度的最小索引值始终为0。Sort方法对数组的元素进行排序。Reverse方法方法用于反转一维数组中的元素顺序。Copy方法用于在数组之间复制元素，并自动处理强制类型转换。5.6 使用集合代替数组5.6.1 Visual Basic5.6.1 Visual Basic中的集合中的集合VB.NET提供Collection类，位于Microsoft.VisualBasic命名

29、空间，可以用于定义和创建自己的集合。下面是一个创建集合的例子。Dim colFamily As New Collection()（1）使用Add方法添加元素。例如，下面的代码向集合colFamily中添加了3个元素。Add方法的第一个参数是要添加的元素，第二个参数是该元素对应的键值，键值也可以省略。1 colFamily.Add(John,Father)2 colFamily.Add(Mary,Mother)3 colFamily.Add(Joe,Child)4 colFamily.Add(Elly,SecondChild)（2）使用Remove方法移除元素。例如，下面的代码移除了集合colF

30、amily中的键值为“SecondChild”的元素。colFamily.Remove(SecondChild)（3）使用Count属性了解集合包含多少元素。例如，下面的代码用于查看集合colFamily的元素个数。1 Dim number As Integer2 number=colFamily.Count（4）使用Contains方法检查是否存在特定元素。例如，下面的代码检查集合colFamily中是否含有键值为“Father”的元素，如果是，则Contains方法返回True；否则，返回False。1 If colFamily.Contains(Father)Then2 Messeage

31、Box.Show(Yes)3 Else4 MesseageBox.Show(No)5 End If（5）使用Item属性根据指定的索引或键值从集合返回特定元素。Item属性可以根据指定键值返回元素，代码如下。MessageBox.Show(colFamily.Item(Mother)显示Mary还可以根据索引返回元素，代码如下。MessageBox.Show(colFamily.Item(1)显示John（6）使用Clear方法移除所有元素。例如，下面的代码移除了集合中的所有元素。colFamily.Clear()（7）使用 For Each.Next 语句循环访问整个集合。1 For Eac

32、h s As String In colFamily2 If s=Elly Then3 found=True4 Exit For5 End If6 Next s5.6.2 .Net Framework5.6.2 .Net Framework中的集合中的集合.NET Framework中的集合类是在System.Collections、System.Collections.Generic、System.Collections.Specialized和System.Collections.ObjectModel命名空间中定义的。两种集合的差异（1）索引基础。Visual Basic集合从1开始。而

33、.NET Framework集合从0开始。（2）元素类型。Visual Basic集合支持Object类型的元素。某些.NET Framework集合也支持Object类型的元素，但其他许多集合是强类型的。两种集合的差异（3）键控元素。通过Visual Basic集合，可以在向集合添加元素时指定一个键。该键是一个唯一的字符串值，可以在以后使用它来访问该特定元素。.NET Framework集合有所不同，有些集合支持键，但有些集合不支持键。5.6.3 5.6.3 使用集合代替动态数组使用集合代替动态数组如果需要处理的项数经常更改或者在无法预测所需的最大项数的情况下，可以使用集合来获得更好的性能。

34、集合不需要创建新对象或复制现有元素，它在处理大小调整时所用的执行时间比数组少得多。StudentDatabase2StudentDatabase2：使用集合的：使用集合的Student DatabaseStudent Database应用程序应用程序重新改写5.4节中的示例，使用Visual Basic中的集合来代替动态数组。首先需要声明集合对象，代码如下。Public StuInfo As New Collection使用Add方法向该集合中添加元素，代码如下。1 Dim t As Student2 为结构变量的成员赋值3 t.num=CInt(txbNum.Text)4 t.name=txbName.Text5 t.mark=CInt(txbMark.Text)6 向集合中添加一个新元素7 StuInfo.Add(t,t.num)