C#练习题——泛型实现单例模式和增删改查
一、任务一：使用栈结构方式实现十进制转化为二进制
实现目标：
二、任务一核心代码分析
1. 泛型单例基类设计
class BaseMgr<T> where T : new() // 约束T必须有无参构造函数
{private static T instance = new T(); // 静态实例，类加载时创建public static T Instance{get { return instance; } // 提供全局访问点}
}2. 具体单例类实现
class Test1 : BaseMgr<Test1> // 继承泛型基类，自身作为类型参数
{public int value = 1;
}class Test2 : BaseMgr<Test2>
{public string name = "开心超人";
}3. 单例使用方式
// 通过基类的静态属性访问单例实例
BaseMgr<Test1>.Instance.value = 100;
BaseMgr<Test2>.Instance.name = "大大怪将军";三、任务一完整代码以及设计模式解析
（1）完整代码
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;
using System.Xml.Linq;namespace 进阶测试
{class Program{class BaseMgr<T>where T : new(){private static T instance=new T();public static T Instance{get { return instance; }}}class Test1 : BaseMgr<Test1>{public int value=1;}class Test2 : BaseMgr<Test2>{public string name = "开心超人";}static void Main(string[] args){BaseMgr<Test1>.Instance.value=100;BaseMgr<Test2>.Instance.name = "大大怪将军";}}
}（2）设计模式解析
四、任务二：利用泛型知识点，仿造ArrayList实现一个不确定数组类型的类实现增删查改方法
实现目标：
五、核心代码实现
1. 类定义与字段
class ArrayList<T>
{public T[] arrayList = new T[16];public int count = 0; // 数组的实际元素数量public int capacity = 16; // 数组的当前容量
}2. 添加功能 (Add)
public void Add(T value)
{if (count < capacity){arrayList[count] = value; count++;}else{// 扩容操作：容量翻倍T[] newarray = new T[capacity *= 2];for (int i = 0; i < arrayList.Length; i++){newarray[i] = arrayList[i];}newarray[count] = value; // 注意：这里修正了原代码的错误count++;arrayList = newarray;}
}当数组未满时，直接添加元素
当数组已满时，创建容量翻倍的新数组并拷贝元素
时间复杂度：平均 O(1)，最坏情况（需要扩容时）O(n)
3. 删除功能 (Remove)
（1）按索引删除：
public void Remove(int index)
{if (index >= 0 && index < count){for (int i = index; i < count - 1; i++){arrayList[i] = arrayList[i + 1];}// 清空最后一个元素的引用（避免内存泄漏）arrayList[count - 1] = default(T);count--; // 减少实际元素计数}
}（2）按值删除：
public void RemoveAt(T value)
{int index = -1;for (int i = 0; i < count; i++){if (arrayList[i].Equals(value)){index = i; // 保留相等的下标位置break;}}if (index != -1){Remove(index);}else{Console.WriteLine("数组中没有找到值为{0}", value);}
}4. 修改功能 (Modify)
public void Modify(int index, T value)
{if (index >= 0 && index < count)arrayList[index] = value;else{Console.WriteLine("请输入正确的下标");return; }
}5. 查询功能（索引器）
public T this[int index]
{get{if (index < 0 || index >= count){Console.WriteLine("请输入合法的索引");return default(T);}return arrayList[index];}set{if (index < 0 || index >= count){Console.WriteLine("请输入合法的索引");return;}arrayList[index] = value;}
}6. 显示数组信息
public void Show()
{Console.WriteLine("数组包含{0}个元素", count);Console.WriteLine("数组容量大小为{0}", capacity);for (int i = 0; i < count; i++){Console.WriteLine(arrayList[i]);}
}六、任务二实现原理分析
1. 动态扩容机制
当数组元素数量达到当前容量时，创建一个容量翻倍的新数组，并将原有元素拷贝到新数组中。这种策略保证了添加操作的平均时间复杂度为 O(1)。
2. 内存管理
在删除元素时，需要将删除位置后的所有元素向前移动一位，并将最后一个元素设置为默认值，避免内存泄漏。
3. 泛型支持
使用泛型类型参数 T，使得该数组可以存储任何类型的元素，同时保持类型安全
七、任务二完整代码
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Threading.Tasks;
using System.Xml.Linq;namespace 进阶测试
{class ArrayList<T>{public T[] arrayList=new T[16];public int count = 0;//数组的实际容量public int capacity = 16;/// <summary>/// 增/// </summary>/// <param name="value">添加的值</param>public void Add(T value){if(count< capacity){arrayList[count]=value; count++;}else{T[] newarray = new T[capacity*=2];for (int i = 0; i < arrayList.Length; i++){newarray[i] = arrayList[i];}newarray[capacity - 1] = value;//把待添加的值传给数组count++;arrayList = newarray;}}/// <summary>/// 删除/// </summary>/// <param name="index">需要删除的下标</param>public void Remove(int index)//删{if(index>=0&&index<count)//确保下标在正确的范围内{for (int i = index; i < count - 1; i++) // ✅ 使用局部变量i{arrayList[i] = arrayList[i + 1];}}// 清空最后一个元素的引用（避免内存泄漏）arrayList[count - 1] = default(T);count--; // 减少实际元素计数}/// <summary>/// 删除（按照值）/// </summary>/// <param name="value"></param>public void RemoveAt(T value)//删{int index = -1;for (int i = 0; i < count; i++){if (arrayList[i].Equals(value)){index=i; //保留相等的下标位置break;}}if(index!=-1){Remove(index);}else{Console.WriteLine("数组中没有找到值为{0}",value);}}/// <summary>/// 修改/// </summary>/// <param name="index">需要修改的下标和修改的值</param>public void Modify(int index,T value){if(index>=0&&index<count)arrayList[index]=value;else{Console.WriteLine("请输入正确的下标");return; }}/// <summary>/// 查（索引器实现）/// </summary>/// <param name="index"></param>/// <returns></returns>public T this[int index]{get{if (index < 0 || index >= count) // ✅ 修正条件判断{Console.WriteLine("请输入合法的索引");return default(T);}return arrayList[index];}set{if (index < 0 || index >= count) // ✅ 添加范围检查{Console.WriteLine("请输入合法的索引");return;}arrayList[index] = value;}}/// <summary>/// 遍历显示数组信息/// </summary>public void Show()//遍历显示数组{Console.WriteLine("数组包含{0}个元素", count);Console.WriteLine("数组容量大小为{0}", capacity);for (int i = 0; i < count; i++){Console.WriteLine(arrayList[i]);}}}class Program{static void Main(string[] args){ArrayList<int> array = new ArrayList<int>();Console.WriteLine("*********增加***********");array.Add(1);array.Add(2);array.Add(4);array.Add(5);array.Add(26);array.Show();Console.WriteLine("**********修改**********");array.Modify(1, 999);array.Show();Console.WriteLine("***********删除（下标）*********");array.Remove(0);array.Show();Console.WriteLine("***********删除（值）*********");array.RemoveAt(999);array.Show();Console.WriteLine("***********查看*********");Console.WriteLine(array[0]);Console.WriteLine(array[1]);Console.WriteLine(array[2]);}}
}