C#索引器练习题

预见AI2026-04-14 11:16

索引器是一种特殊的属性，允许类或结构的实例像数组一样通过索引进行访问。它提供了使用 [] 运算符访问对象中元素集合的便捷方式。

一、考察索引器的定义与使用 难度：⭐

定义一个 StudentClass 班级类，该类中包含一个集合 用于存储学生姓名。要求实现索引器 ，使得可以通过学号（从1开始编号）来访问和修改对应的学生姓名。

具体要求

  1. 类的成员：

    • 一个私有集合（可以使用 List<string> 或 ArrayList）存储学生姓名

    • 一个私有字段 classSize 记录班级人数

  2. 构造函数：

    • 接受一个整数参数 size，表示班级人数

    • 初始化集合，并将所有学生姓名初始化为空字符串 "" 或 "未分配"

  3. 索引器：

    • 参数为 int studentId（学号，从1开始）

    • get：返回指定学号的学生姓名，如果学号无效则返回 "学号无效"

    • set：设置指定学号的学生姓名，如果学号无效则不进行任何操作（或抛出异常）

cs 复制代码 
using System;
using System.Collections.Generic;

public class StudentClass
{
    private List<string> students;  // 存储学生姓名的集合
    private int classSize;           // 班级人数
    
    // 构造函数
    public StudentClass(int size)
    {
        if (size <= 0)
            throw new ArgumentException("班级人数必须大于0");
            
        classSize = size;
        students = new List<string>(size);
        
        // 初始化集合，填充空字符串
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            students.Add("未分配");
        }
    }
    
    // 索引器
    public string this[int studentId]
    {
        get
        {
            // 检查学号是否有效（1 到 classSize）
            if (studentId >= 1 && studentId <= classSize)
            {
                return students[studentId - 1];  // 转换为0基索引
            }
            return "学号无效";
        }
        set
        {
            // 检查学号是否有效
            if (studentId >= 1 && studentId <= classSize)
            {
                students[studentId - 1] = value;
            }
            else
            {
                Console.WriteLine($"错误：学号 {studentId} 无效，有效范围为 1-{classSize}");
            }
        }
    }
    
   
}

// 测试代码
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建有5个学生的班级
        StudentClass myClass = new StudentClass(5);
        
        // 通过索引器设置学生姓名
        myClass[1] = "张三";
        myClass[2] = "李四";
        myClass[3] = "王五";
        
        // 通过索引器获取学生姓名
        Console.WriteLine($"学号1: {myClass[1]}");
        Console.WriteLine($"学号3: {myClass[3]}");
        Console.WriteLine($"学号5: {myClass[5]}");  // 未分配
        Console.WriteLine($"学号6: {myClass[6]}");  // 无效学号
        
        // 修改学生姓名
        myClass[2] = "李小四";
        Console.WriteLine($"学号2: {myClass[2]}");
        
      
    }
}

二、考察索引器的重载 难度⭐⭐

定义一个 Student 类，包含三个属性：Id（学号）、Name（姓名）、Address（地址）。

再定义一个 StudentManager 类，该类内部使用集合 （如 List<Student> 或 Dictionary）存储多个 Student 对象。要求为该集合定义两个重载的索引器：

  1. 根据 Id（整数）查找：返回对应学生的地址

  2. 根据 Name（字符串）查找：返回对应学生的地址

具体要求

1. Student 类

  • 属性：int Id、string Name、string Address

  • 构造函数：初始化三个属性

  • 可选：重写 ToString() 方法方便输出

2. StudentManager 类

  • 私有集合：存储 Student 对象（使用 List<Student> 或 Dictionary<int, Student>）

  • 索引器1 ：参数为 int id，返回该学生的地址（string 类型）

    • 如果找到返回地址

    • 如果未找到返回 "未找到该学号的学生"

  • 索引器2 ：参数为 string name，返回该学生的地址（string 类型）

    • 如果找到返回地址

    • 如果未找到返回 "未找到该姓名的学生"

    • 注意：如果有重名学生，返回第一个匹配的学生的地址

3. 额外要求

  • 提供 AddStudent(Student student) 方法添加学生

  • 提供 RemoveStudent(int id) 方法删除学生（可选）

  • 提供 DisplayAllStudents() 显示所有学生信息（可选）

基础要求的测试代码：

cs 复制代码 
// 创建学生对象
Student s1 = new Student(1001, "张三", "北京市朝阳区");
Student s2 = new Student(1002, "李四", "上海市浦东新区");
Student s3 = new Student(1003, "王五", "广州市天河区");
Student s4 = new Student(1004, "张三", "深圳市南山区"); // 重名学生

// 创建管理器并添加学生
StudentManager manager = new StudentManager();
manager.AddStudent(s1);
manager.AddStudent(s2);
manager.AddStudent(s3);
manager.AddStudent(s4);

// 使用 Id 索引器查找地址
Console.WriteLine($"学号1001的学生地址：{manager[1001]}");
Console.WriteLine($"学号1002的学生地址：{manager[1002]}");
Console.WriteLine($"学号9999的学生地址：{manager[9999]}");

// 使用 Name 索引器查找地址
Console.WriteLine($"\n张三的地址：{manager["张三"]}");
Console.WriteLine($"李四的地址：{manager["李四"]}");
Console.WriteLine($"赵六的地址：{manager["赵六"]}");

// 显示所有学生
manager.DisplayAllStudents();

期望输出：

复制代码 
学号1001的学生地址：北京市朝阳区
学号1002的学生地址：上海市浦东新区
学号9999的学生地址：未找到该学号的学生

张三的地址：北京市朝阳区
李四的地址：上海市浦东新区
赵六的地址：未找到该姓名的学生

所有学生信息：
学号:1001, 姓名:张三, 地址:北京市朝阳区
学号:1002, 姓名:李四, 地址:上海市浦东新区
学号:1003, 姓名:王五, 地址:广州市天河区
学号:1004, 姓名:张三, 地址:深圳市南山区

完整参考代码：

cs 复制代码 
using System;
using System.Collections.Generic;

// 1. Student 类
class Student
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public string Address { get; set; }
    
    public Student(int id, string name, string address)
    {
        Id = id;
        Name = name;
        Address = address;
    }
    
    public override string ToString()
    {
        return $"学号:{Id}, 姓名:{Name}, 地址:{Address}";
    }
}

// 2. StudentManager 类
class StudentManager
{
    private List<Student> students;  // 使用 List 存储
    
    public StudentManager()
    {
        students = new List<Student>();
    }
    
    // 添加学生
    public void AddStudent(Student student)
    {
        students.Add(student);
        Console.WriteLine($"已添加学生：{student.Name} (学号:{student.Id})");
    }
    
    // 索引器1 - 根据 Id 查找地址
    public string this[int id]
    {
        get
        {
            // 方法1：使用 foreach 遍历
            foreach (Student stu in students)
            {
                if (stu.Id == id)
                {
                    return stu.Address;
                }
            }
            return "未找到该学号的学生";
            
            /* 方法2：使用 Find 方法
            Student found = students.Find(s => s.Id == id);
            return found != null ? found.Address : "未找到该学号的学生";
            */
        }
    }
    
    // 索引器2 - 根据 Name 查找地址
    public string this[string name]
    {
        get
        {
            // 查找第一个匹配的学生
            foreach (Student stu in students)
            {
                if (stu.Name == name)
                {
                    return stu.Address;
                }
            }
            return "未找到该姓名的学生";
            
            /* 方法2：使用 Find 方法
            Student found = students.Find(s => s.Name == name);
            return found != null ? found.Address : "未找到该姓名的学生";
            */
        }
    }
    
    // 删除学生（可选）
    public bool RemoveStudent(int id)
    {
        Student student = students.Find(s => s.Id == id);
        if (student != null)
        {
            students.Remove(student);
            Console.WriteLine($"已删除学生：{student.Name} (学号:{id})");
            return true;
        }
        Console.WriteLine($"未找到学号为 {id} 的学生，删除失败");
        return false;
    }
    
    // 显示所有学生
    public void DisplayAllStudents()
    {
        if (students.Count == 0)
        {
            Console.WriteLine("暂无学生信息");
            return;
        }
        
        Console.WriteLine("\n所有学生信息：");
        foreach (Student stu in students)
        {
            Console.WriteLine(stu);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

// 3. 测试代码
class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建学生对象
        Student s1 = new Student(1001, "张三", "北京市朝阳区");
        Student s2 = new Student(1002, "李四", "上海市浦东新区");
        Student s3 = new Student(1003, "王五", "广州市天河区");
        Student s4 = new Student(1004, "张三", "深圳市南山区"); // 重名
        
        // 创建管理器并添加学生
        StudentManager manager = new StudentManager();
        manager.AddStudent(s1);
        manager.AddStudent(s2);
        manager.AddStudent(s3);
        manager.AddStudent(s4);
        
        Console.WriteLine("\n========== 测试 Id 索引器 ==========");
        // 使用 Id 索引器查找地址
        Console.WriteLine($"学号1001的学生地址：{manager[1001]}");
        Console.WriteLine($"学号1002的学生地址：{manager[1002]}");
        Console.WriteLine($"学号1003的学生地址：{manager[1003]}");
        Console.WriteLine($"学号1004的学生地址：{manager[1004]}");
        Console.WriteLine($"学号9999的学生地址：{manager[9999]}");
        
        Console.WriteLine("\n========== 测试 Name 索引器 ==========");
        // 使用 Name 索引器查找地址
        Console.WriteLine($"张三的地址：{manager["张三"]}");
        Console.WriteLine($"李四的地址：{manager["李四"]}");
        Console.WriteLine($"王五的地址：{manager["王五"]}");
        Console.WriteLine($"赵六的地址：{manager["赵六"]}");
        
        // 显示所有学生
        manager.DisplayAllStudents();
        
        // 测试删除功能（可选）
        Console.WriteLine("\n========== 测试删除功能 ==========");
        manager.RemoveStudent(1002);
        manager.DisplayAllStudents();
        
        // 测试删除后再次查找
        Console.WriteLine($"删除后查询李四的地址：{manager["李四"]}");
    }
}

思考：索引器中的索引在集合中是重复的会怎样，比如根据学生姓名找学生地址，如果集合中有两个学生的姓名是相同的呢？

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