C# 实现元素索引由1开始的链表

需求:

有以下场镜:在某个步骤控制类中,如果使用默认的List装载步骤对象,执行第一步的时候,对应的链表索引是0,界面上如果要显示执行进度,还要把索引值+1显示。

为了方便,修改List功能,第一个元素的索引就是1、第二个就是2、第三个就是3.......

实现方法:

最容易想到的是继承实现:

cs 复制代码
public class OneBasedList<T> : List<T>
{
    // 重写索引器
    public new T this[int index]
    {
        get
        {
            ValidateIndex(index);
            return base[index - 1];
        }
        set
        {
            ValidateIndex(index);
            base[index - 1] = value;
        }
    }
    
    private void ValidateIndex(int index)
    {
        if (index < 1 || index > Count)
        {
            throw new ArgumentOutOfRangeException(
                nameof(index), 
                $"索引 {index} 超出范围。有效范围: 1 到 {Count}"
            );
        }
    }
    
    // 重写ElementAt方法
    public new T ElementAt(int index)
    {
        ValidateIndex(index);
        return base[index - 1];
    }
    
    // 重写ElementAtOrDefault方法
    public new T ElementAtOrDefault(int index)
    {
        if (index < 1 || index > Count)
            return default(T);
        
        return base[index - 1];
    }
    
    // 重写其他相关方法
    public new int IndexOf(T item)
    {
        int zeroBasedIndex = base.IndexOf(item);
        return zeroBasedIndex >= 0 ? zeroBasedIndex + 1 : -1;
    }
    
    public new void Insert(int index, T item)
    {
        if (index < 1 || index > Count + 1)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
        
        base.Insert(index - 1, item);
    }
    
    public new void RemoveAt(int index)
    {
        ValidateIndex(index);
        base.RemoveAt(index - 1);
    }
    
    // 提供基于0的访问方法(如果需要)
    public T GetZeroBased(int zeroBasedIndex)
    {
        return base[zeroBasedIndex];
    }
}

通过new关键字覆盖特定的方法实现,但是这种实现方法有一定的风险,因为List开放的方法太多了,对应的以元素索引为参数的方法也很多,虽然这里覆盖了索引器和ElementAt等这些常用的,万一有一天使用到了其他没覆盖的方法,就会造成混乱;

这里推荐使用组合实现,在设计规则上也有组合优于继承一说。通过仅仅开放特定的方法来确保功能的正常使用。实现如下:

cs 复制代码
public class OneBasedList<T> : IEnumerable<T>
{
    private readonly List<T> _internalList;

    public OneBasedList()
    {
        _internalList = new List<T>();
    }

    public OneBasedList(IEnumerable<T> collection)
    {
        _internalList = new List<T>(collection);
    }

    public OneBasedList(int capacity)
    {
        _internalList = new List<T>(capacity);
    }

    // 基本属性
    public int Count => _internalList.Count;
    public int Capacity => _internalList.Capacity;

    // 基于1的索引器
    public T this[int index]
    {
        get
        {
            ValidateIndex(index);
            return _internalList[index - 1];
        }
        set
        {
            ValidateIndex(index);
            _internalList[index - 1] = value;
        }
    }

    // 核心方法 - 只开放必要的
    public void Add(T item) => _internalList.Add(item);
    
    public void AddRange(IEnumerable<T> collection) => _internalList.AddRange(collection);
    
    public void Clear() => _internalList.Clear();
    
    public bool Contains(T item) => _internalList.Contains(item);
    
    public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex) => _internalList.CopyTo(array, arrayIndex);
    
    public int IndexOf(T item)
    {
        int index = _internalList.IndexOf(item);
        return index >= 0 ? index + 1 : -1;
    }
    
    public void Insert(int index, T item)
    {
        if (index < 1 || index > Count + 1)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index));
        _internalList.Insert(index - 1, item);
    }
    
    public bool Remove(T item) => _internalList.Remove(item);
    
    public void RemoveAt(int index)
    {
        ValidateIndex(index);
        _internalList.RemoveAt(index - 1);
    }

    // 基于1的ElementAt
    public T ElementAt(int index)
    {
        ValidateIndex(index);
        return _internalList[index - 1];
    }

    public T ElementAtOrDefault(int index)
    {
        if (index < 1 || index > Count)
            return default(T);
        return _internalList[index - 1];
    }

    // 查找方法
    public T Find(Predicate<T> match) => _internalList.Find(match);
    
    public List<T> FindAll(Predicate<T> match) => _internalList.FindAll(match);
    
    public int FindIndex(Predicate<T> match)
    {
        int index = _internalList.FindIndex(match);
        return index >= 0 ? index + 1 : -1;
    }

    // 枚举器
    public IEnumerator<T> GetEnumerator() => _internalList.GetEnumerator();
    
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() => GetEnumerator();

    // 验证方法
    private void ValidateIndex(int index)
    {
        if (index < 1 || index > Count)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index), $"索引必须在 1 到 {Count} 之间");
    }

    // 可选:提供一些便捷方法
    public T First() => _internalList.First();
    public T Last() => _internalList.Last();
    public bool Any() => _internalList.Any();

    // 可选:转换为数组或列表
    public T[] ToArray() => _internalList.ToArray();
    public List<T> ToList() => new List<T>(_internalList);

    // 可选:批量操作
    public void ForEach(Action<T> action) => _internalList.ForEach(action);
    
    public OneBasedList<T> GetRange(int index, int count)
    {
        ValidateIndex(index);
        if (count < 0 || index + count - 1 > Count)
            throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(count));
        
        var range = _internalList.GetRange(index - 1, count);
        return new OneBasedList<T>(range);
    }
}
相关推荐
MATLAB代码顾问11 小时前
5大智能算法优化标准测试函数对比(Python实现)
开发语言·python
工程师00712 小时前
C# 装箱、拆箱 底层原理
c#·装箱和拆箱
万粉变现经纪人13 小时前
如何解决 pip install llama-cpp-python 报错 未安装 CMake/Ninja 或 CPU 不支持 AVX 问题
开发语言·python·开源·aigc·pip·ai写作·llama
清风明月一壶酒13 小时前
OpenClaw自动处理Word文档全流程
开发语言·c#·word
其实防守也摸鱼13 小时前
CTF密码学综合教学指南--第五章
开发语言·网络·笔记·python·安全·网络安全·密码学
小郑加油14 小时前
python学习Day12:pandas安装与实际运用
开发语言·python·学习
AC赳赳老秦14 小时前
投标合规提效:用 OpenClaw 实现标书 / 合同自动审核、关键词校验、格式优化,降低废标风险
开发语言·前端·python·eclipse·emacs·deepseek·openclaw
KuaCpp14 小时前
C++面向对象(速过复习版)
开发语言·c++
wbs_scy15 小时前
Linux线程同步与互斥(三):线程同步深度解析之POSIX 信号量与环形队列生产者消费者模型,从原理到源码彻底吃透
java·开发语言
2zcode15 小时前
基于MATLAB元胞自动机(CA)的AZ80A镁合金动态再结晶(DRX)过程模拟
开发语言·matlab·动态再结晶