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C#核心学习（五）面向对象--封装（4）C#中的索引器详解：让对象像数组一样灵活访问

news 2025/7/12 20:50:52

        

目录

一、C#中的索引器是什么？

二、索引器有什么作用？

1. 增强封装性

2. 提升代码可读性

3. 支持复杂逻辑

三、怎么进行申明

        基础语法

重载索引器

四、总结

核心价值

适用场景

注意事项

1. ​数组（Array）​

2. ​字符串（string）​

3. ​**List**

4. ​**Dictionary**

5. ​**DataRow（ADO.NET）​**

6. ​**SortedList**

7. ​自定义类型（类/结构体）​

注意事项

        在C#编程中，你是否遇到过这样的场景：封装了一个复杂的数据结构，却希望它能像数组一样通过[]符号被轻松访问？或者想要为自定义类型赋予类似List或Dictionary的直观元素操作体验？

        索引器（Indexer）正是为此而生。它不仅是C#语法中的一颗“语法糖”，更是一种提升代码表现力的利器。通过索引器，开发者可以隐藏底层数据结构的复杂性，以一致、简洁的语法对外暴露数据访问逻辑。无论是遍历多维矩阵、快速查询键值对，还是为业务模型定制特殊的数据规则，索引器都能让代码变得更加优雅且易于维护。

        本文将从核心概念、实际作用到实现细节，带你全面掌握C#索引器的使用技巧，并通过常见数据类型（如数组、字典、DataRow等）的案例，揭示其灵活性与实用性。无论你是刚接触索引器的新手，还是希望深化理解的开发者，这里都有你需要的答案。

一、C#中的索引器是什么？

        索引器（Indexer）是C#中一种特殊的成员，允许对象像数组一样通过索引值进行数据访问。它本质上是对对象下标操作符（[]）的重载，使得开发者可以为自定义类型（如类或结构体）定义类似数组的访问行为。索引器的核心特点是用参数化的属性语法封装内部数据，从而提供更直观的数据访问方式。

        例如，当我们需要像访问数组元素一样访问一个自定义集合对象的元素时，可以通过索引器实现：

MyCollection collection = new MyCollection();
Console.WriteLine(collection[0]); // 通过索引器访问

二、索引器有什么作用？

1. 增强封装性

        通过索引器隐藏内部数据结构（如数组、字典等）的实现细节，对外提供统一的访问接口。例如，一个封装数据库查询结果的类可以通过索引器暴露数据行：

        

public class QueryResult {
    private DataRow[] _rows;
    public DataRow this[int index] => _rows[index];
}

2. 提升代码可读性

        使自定义类型的元素访问语法与内置类型（如数组、列表）一致，降低学习成本：

// 传统方法 vs 索引器
var value1 = myObj.GetValueAt(5);  // 方法调用
var value2 = myObj[5];             // 索引器调用

3. 支持复杂逻辑

        可以在get或set访问器中添加验证、计算、缓存等逻辑：

public class TemperatureData {
    private float[] _temps;
    public float this[int day] {
        get { return _temps[day % 7]; }  // 实现循环访问
        set { _temps[day % 7] = value; }
    }
}

三、怎么进行申明

        基础语法

public class MyClass {
    // 声明索引器
    //     返回类型          参数类型        索引
    public ReturnType this[ParameterType index] {
        get { /* 返回值逻辑 */ }
        set { /* 赋值逻辑 */ }
    }
}

示例：二维索引器

public class Matrix {
    private int[,] _matrix = new int[10,10];
    public int this[int row, int col] {
        get => _matrix[row, col];
        set => _matrix[row, col] = value;
    }
}

// 使用
Matrix m = new Matrix();
m[3,5] = 100;

重载索引器

        支持通过不同参数类型或数量进行重载：

public class MultiIndexer {
    // 整数索引
    public string this[int index] { ... }
    
    // 字符串索引
    public string this[string key] { ... }
    
    // 多参数索引
    public int this[int x, int y] { ... }
}

四、总结

核心价值

  • 使自定义类型拥有类似数组的访问语法
  • 增强代码的可维护性和扩展性
  • 支持参数化数据访问逻辑

适用场景

  • 封装集合类（如自定义List/Dictionary）
  • 多维数据访问（如矩阵、表格）
  • 需要验证或处理访问逻辑的场合

注意事项

  • 避免过度使用导致代码可读性下降
  • 优先考虑使用现有集合类型（如List<T>）

        其实在前面我们就已经学到过一些索引器了，接下来我举几个看看： 

1. ​数组（Array）​

        所有C#数组（一维、多维、交错数组）均内置索引器，通过整型索引访问元素：

// 一维数组
int[] numbers = { 10, 20, 30 };
Console.WriteLine(numbers[0]); // 输出 10

// 二维数组
int[,] matrix = new int[2, 2] { { 1, 2 }, { 3, 4 } };
Console.WriteLine(matrix[1, 0]); // 输出 3

// 交错数组（数组的数组）
int[][] jagged = { new int[] { 1 }, new int[] { 2, 3 } };
Console.WriteLine(jagged[1][0]); // 输出 2

2. ​字符串（string）​

        字符串通过索引器直接访问字符（只读，因字符串不可变）：

string text = "Hello";
char firstChar = text[0]; // 'H'
// text[0] = 'h'; // 错误！字符串不可修改

3. ​**List<T>**

        泛型列表通过整型索引访问元素，支持动态扩容：

List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob" };
Console.WriteLine(names[1]); // 输出 "Bob"
names[0] = "Alex"; // 修改元素

4. ​**Dictionary<TKey, TValue>**

        字典通过键（任意类型）作为索引参数访问值：

Dictionary<string, int> ages = new Dictionary<string, int>();
ages["Alice"] = 25;
Console.WriteLine(ages["Alice"]); // 输出 25

5. ​**DataRow（ADO.NET）​**

   DataRow 通过列名或列索引访问单元格数据：

DataTable table = new DataTable();
table.Columns.Add("Name", typeof(string));
table.Rows.Add("Alice");

DataRow row = table.Rows[0];
string name1 = row["Name"];   // 列名索引
string name2 = row[0];        // 列索引（整型）

6. ​**SortedList<TKey, TValue>**

        有序列表同时支持通过键和整型索引访问元素：

SortedList<int, string> list = new SortedList<int, string>();
list.Add(3, "Three");
list.Add(1, "One");

Console.WriteLine(list[3]);       // 键索引 → "Three"
Console.WriteLine(list.Values[0]); // 整型索引 → "One"（按排序顺序）

7. ​自定义类型（类/结构体）​

        自定义类型声明索引器，支持任意参数类型和逻辑：

public class ColorPalette {
    private string[] _colors = { "Red", "Green", "Blue" };
    
    // 整型索引器
    public string this[int index] {
        get => _colors[index];
        set => _colors[index] = value;
    }
    
    // 字符串索引器（通过名称获取颜色）
    public int this[string name] {
        get => Array.IndexOf(_colors, name);
    }
}

// 使用
ColorPalette palette = new ColorPalette();
Console.WriteLine(palette[0]);    // 输出 "Red"
Console.WriteLine(palette["Blue"]); // 输出 2
​数据类型​索引器参数类型​返回值类型​特点
数组（int[]）int元素类型（如 int）内置，多维索引
字符串（string）intchar只读
List<T>intT动态扩容
Dictionary<TKey,TValue>TKeyTValue键查找高效
DataRowint 或 stringobject支持列名和列索引
自定义类任意类型（可多参数）任意类型可封装复杂逻辑

注意事项

  1. ​内置索引器不可修改：如数组、字符串的索引器是系统实现的，无法自定义。
  2. ​索引越界：大多数索引器在访问无效索引时会抛出 IndexOutOfRangeException 或 KeyNotFoundException（字典）。
  3. ​性能：字典的索引器（通过键查找）时间复杂度为 O(1)，而线性查找的索引器（如 List.IndexOf）为 O(n)。
http://www.dtcms.com/a/108317.html

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