目录

一、简介

 二、方法

2.1 建立Vector类

2.2 Vector成员

2.3 Vector属性

2.4 Vector方法

2.4.1 构造函数

2.4.2 Vector元素操作方法

2.4.3 Vector 运算

三、调用方法

3.1 方法

3.1.1 Append

3.1.2 this[]

3.1.3 Insert

3.1.4 DelLen

3.1.5 FindNumber

3.1.6 Find

3.1.7 LookUp

3.1.8 Data

3.1.9 Copy

3.1.10 Sum

3.1.11 Mean

3.1.12 Max

3.1.12 Min

3.1.12 Sort

3.2 运算符

3.2.1 + 正号

3.2.2 - 负号

3.2.3 + 加法

3.2.4 – 减法

3.2.5 乘法

四、验证

4.1 验证代码

4.2 验证结果：

---

一、简介

       上一篇博客中描述了如何写一个Vector类，然而所写的Vector类仅限于double型，无法满足实际工作需求。因此在上一篇文档基础上，撰写本文，介绍如何书写一个泛型Vector，可以应用于int、double、float等C#数值型的Vector。

        本博客所描述的Vector<T>是一个泛型，具有不同数值类型Vector向量构造、新增、删除、查询、更改、深度复制、显示元素值、vector运算、排序等功能。整体代码如下所示。

注：上一篇博客旨在讲解如何利用C#写一个自己的类，第一步写什么，第二步写什么，因此采用写专利的方式编写博客，而本博客，是编写方式是与上一篇博客的方式是一样的，因此不再以写专利的方式写博客，而是以写文章的方式书写。博客中描述不清楚的，可以在评论区留下你的问题，我将针对你的问题，进行讲解。

注：本文中Vector表示向量的类，vetcor表示具体的向量。

 二、方法

2.1 建立Vector<T>类

sing System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace XMU//.Base
{
    /// <summary>
    /// 类：向量类，存放向量的定义，以及向量的一些操作和算法；
    /// </summary>
    internal class Vector<T> where T : struct
{
     }
}

        注：<T> where T : struct中，T表示泛型，是一个占位符，可以表示C#任何数据类型，包括自定义的类型，where T : struct 表示泛型的约束，约束泛型的类型为struct，及数值型。

2.2 Vector成员

        Vector成员只包含一个存储数据的T[]型_data成员字段，代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector成员定义：定义数据成员
        /// </summary>
        private T[] _data;

2.3 Vector属性

        Vector只包含一个记录Vector向量长度Length的属性，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector属性定义：定义向量的长度属性
        /// </summary>
        public int Length => _data.Length;

2.4 Vector方法

        本文撰写的Vector类方法主要分为两种，一种是向量Vector<T>的构造；一种是vector元素之间的操作，具体包括vector的增、删、改、查、复制、求和、求最大值、求最小值、求均值、排序；最后一种是vector加减乘除的运算。

2.4.1 构造函数

        本文所写的Vector构造函数有三种类型：构造空的vector、根据指定长度构造全0或全1 vector、根据数组构造vector，具体代码如下：

        #region 构造函数/方法
        /// <summary>
        /// Vector构造函数：空Vector构造
        /// </summary>
        public Vector()
        {
            _data = new T[0];
        }
        /// <summary>
        /// Vectot构造：根据长度来构造全0或全1Vector，默认为全 0 Vector
        /// </summary>
        /// <param name="length">Vector长度</param>
        /// <param name="fillOne">可选：布尔值，是否为全1Vector，默认为false,表示全0true表示全 1 Vector；</param>
        public Vector(int length, bool fillOne = false)
        {
            _data = new T[length];
            if (fillOne)
            {
                for (int i = 0; i < length; i++)
                {
                    _data[i] = (dynamic)1;
                }
            }
        }
        /// <summary>
        /// Vector构造：根据T类型数组元素，构造（复制）一个Vector
        /// </summary>
        /// <param name="values">T 类型的数组，至少2个元素的数组</param>
        public Vector(params T[] values)
        {
            // 新建一个等大的容器，用于存放数据
            _data = new T[values.Length];
            // 将值写入到Vector中
            Array.Copy(values, _data, values.Length);

        }
        #endregion

        为了便于显示vector元素，验证代码正确性，建议优先重写Tostring方法，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector方法：重写Vector显示方法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public override string ToString()
        {
            return "[" + string.Join(", ", _data) + "]";
        }

2.4.2 Vector元素操作方法

Append

        Append方法可以在vector新增一个同类型的数或另一个vector，具体代码如下（无返回值）：

        /// <summary>
        /// Vector 新增元素
        /// </summary>
        /// <param name="values">需要新增的T数组values</param>
        /// <returns></returns>
        public void Append(params T[] values)
        {
            Vector<T> v = new Vector<T>(Length + values.Length);
            // 元素写入
            Array.Copy(_data, v._data, Length);
            // 插入元素写入
            Array.Copy(values, 0, v._data, Length, values.Length);
            _data = v._data;
        }
        /// <summary>
        /// Vector 新增元素
        /// </summary>
        /// <param name="v1">需要新增的Vextor向量</param>
        /// <returns></returns>
        public void Append(Vector<T> v1)
        {
            Vector<T> v = new Vector<T>(Length + v1.Length);
            // 元素写入
            Array.Copy(_data, v._data, Length);
            // 插入的元素写入
            Array.Copy(v1._data, 0, v._data, Length, v1._data.Length);
            _data = v._data;

        }

this[]

        this[] 可以根据中括号内的索引值，查询对应位置的元素，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vectot 元素查询和更改
        /// </summary>
        /// <param name="index">查询或更改的位置（索引）</param>
        /// <returns></returns>
        public T this[int index]
        {
            get => _data[index];            // 查询
            set => _data[index] = value;    // 更改元素值
        }

Insert

        Insert方法可以在vector中任何位置插入同类型的数或vector向量，若不指定位置，则在末尾插入，具体代码如下（无返回值）：

        /// <summary>
        /// Vextor Vector1中插入另一个Vector2；
        /// 如果是数组，需将数组通过Vector构造函数构造成Vector类型数据。
        /// </summary>
        /// <param name="v1">需要插入的Vector</param>
        /// <param name="indexInsert">可选：插入的位置，
        /// 默认indexInsert=-1，表示在末尾，indexInsert 必须大于-1</param>
        /// <returns></returns>
        /// <exception cref="Exception"></exception>
        public Vector<T> Insert(Vector<T> v1, int indexInsert = -1)
        {
            if (indexInsert < -1)
            {
                throw new Exception("输入的索引错误，请从新输入");
            }
            if (indexInsert > Length || indexInsert == -1)
            {
                indexInsert = Length;
            }
            Vector<T> v = new Vector<T>(Length + v1.Length);
            // 值拷贝到容器中
            Array.Copy(_data, v._data, indexInsert);
            Array.Copy(v1._data, 0, v._data, indexInsert, v1.Length);
            Array.Copy(_data, indexInsert, v._data, indexInsert + v1.Length, Length - indexInsert);
            return v;
        }

        当然，插入操作，可以没有必要有输出值，因此建议写成下面的代码。

        public void Insert(Vector<T> v1, int indexInsert = -1)
        {
            if (indexInsert < -1)
            {
                throw new Exception("输入的索引错误，请从新输入");
            }
            if (indexInsert > Length || indexInsert == -1)
            {
                indexInsert = Length;
            }
            Vector<T> v = new Vector<T>(Length + v1.Length);
            // 值拷贝到容器中
            Array.Copy(_data, v._data, indexInsert);
            Array.Copy(v1._data, 0, v._data, indexInsert, v1.Length);
            Array.Copy(_data, indexInsert, v._data, indexInsert + v1.Length, Length - indexInsert);
            _data = v._data;
        }

DelteLen

        DelteLen方法可以删除vector中任何指定位置、指定长度（默认为1）的连续元素，具体代码如下（无返回值）：

        /// <summary>
        /// Vector 删除指定位置后指定长度，默认长度为1
        /// </summary>
        /// <param name="startIndex">需要删除元素的第一个位置</param>
        /// <param name="delLen">可选：删除连续元素的个数，默认为1</param>
        /// <returns></returns>
        /// <exception cref="Exception"></exception>
        public void DelteLen(int startIndex, int delLen = 1)
        {
            if (startIndex < 0 || startIndex > Length - 1 || delLen < 1)
            {
                throw new Exception("输入的索引或删除的长度有误，请重新输入");
            }
            // 防止长度和索引之和大于Vector的长度
            if (delLen + startIndex > Length)
            {
                delLen = Length - startIndex;
            }
            // 空的容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(Length - delLen);
            // 写入1
            Array.Copy(_data, v._data, Length - startIndex - delLen);
            // 写入2
            Array.Copy(_data, startIndex + delLen, v._data, startIndex, Length - startIndex - delLen);
            _data = v._data;

        }

FindNumber

        FindNumber方法可以查询vector中元素为某一个值的个数，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector 查询vector某一个元素的个数
        /// </summary>
        /// <param name="value">所要查询的值</param>
        /// <returns>返回所查值的个数</returns>
        public int FindNumber(T value)
        {
            // 统计个数
            int count = 0;
            for (int i = 0; i < Length; i++)
            {
                if (_data[i] == (dynamic)value)
                {
                    count++;
                }
            }
            return count;           //元素的个数
        }

Find

        Find方法可以查询元素为某一个值的所有位置，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector 查询元素的位置
        /// </summary>
        /// <param name="value">索要查询的值</param>
        /// <returns>返回查询结果位置的索引数据</returns>
        public int[] Find(T value)
        {
            // 首先统计个数
            int count = this.FindNumber(value);

            // 根据个数，建立容器
            int[] indexs = new int[count];
            int index = 0;      // 用于表示indexs的索引
            for (int i = 0; i < Length; i++)
            {
                if (_data[i] == (dynamic)value)
                {
                    indexs[index] = i;
                    index++;
                }
            }
            return indexs;
        }

        限于篇幅考虑接下来Vector<T>类公布代码，可根据《第三章、方法调用》中方法的函数介绍，编写相关代码。完整代码可以到我的博客中下载。

LookUp

        LookUp方法是用来查询vector元素等于value值的所有位置索引int数组，具体代码如下：略

Data

        Data方法可以用来提取vector向量元素，或则说是量T 类型的vector 转化为T类型的数组，具体如下：略

Copy

        Copy方法可以深度复制一个全新的vector，具体代码如下：略

Sum

        Sum方法是用来计算vector中所有元素的和，具体代码如下：略

Mean

        Mean方法可用来计算vector所有元素的平均值，具体如下：略

Max

        Max方法是用来找出vector中最大的元素值。

Min

        Min方法是用来找出vector中最小的元素值。

Sort

        Sort方法是用来排序，默认从小到大排序。

2.4.3 Vector 运算

+正号

        +正号运算符值用来返回一个全新的vector，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector "+" 正号运算符重载
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Vector<T> operator +(Vector<T> v)
        {
            return v.Copy();
        }

-负号

        -负号运算符是用来返回一个原先vector的相反向量，有返回值，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector "-"负号运算符重载
        /// </summary>
        /// <param name="v">需要重载的Vector</param>
        /// <returns>重载后新的Vector</returns>
        public static Vector<T> operator -(Vector<T> v)
        {
            Vector<T> v1 = new Vector<T>(v.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v1[i] = -(dynamic)v[i];
            }
            return v1;
        }

+加法

        +加法运算符是用来计算vector与一个数或者另一个vector相加，具体代码如下：

/// <summary>
        /// Vector "+"加法运算符重载,Vector和Vector相加
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="v2"></param>
        /// <returns></returns>
        /// <exception cref="Exception"></exception>
        public static Vector<T> operator +(Vector<T> v1, Vector<T> v2)
        {
            // 维度比较
            if (v1.Length != v2.Length)
            {
                throw new Exception("维度不一致，无法相加");
            }
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = (dynamic)v1[i] + v2[i];
            }
            return v;
        }
        /// <summary>
        /// Vector "+"加法运算符重载,Vector和一个常数相加
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Vector<T> operator +(Vector<T> v1, T value)
        {
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = (dynamic)v1[i] + value;
            }
            return v;
        }
        /// <summary>
        /// Vector "+"加法运算符重载,Vector和一个常数相加
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Vector<T> operator +(T value, Vector<T> v1)
        {
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = (dynamic)v1[i] + value;
            }
            return v;
        }

注：有三种情况，vector1+ vector2、vector+value、value+vector，所以+加法重载了3次。

-减法

        +加法运算符是用来计算vector与一个数或者另一个vector相减，具体代码如下：

        /// <summary>
        /// Vector "-"减法运算符重载，Vector1 -Vector2
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="v2"></param>
        /// <returns></returns>
        /// <exception cref="Exception"></exception>
        public static Vector<T> operator -(Vector<T> v1, Vector<T> v2)
        {
            // 维度比较
            if (v1.Length != v2.Length)
            {
                throw new Exception("维度不一致，无法相减");
            }
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = (dynamic)v1[i] - v2[i];
            }
            return v;
        }
        /// <summary>
        /// Vector "-"减法运算符重载，Vector 减去一个常数
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Vector<T> operator -(Vector<T> v1, T value)
        {
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = (dynamic)v1[i] - value;
            }
            return v;
        }
        /// <summary>
        /// Vector "-"减法运算符重载，常数减去Vector
        /// </summary>
        /// <param name="v1"></param>
        /// <param name="value"></param>
        /// <returns></returns>
        public static Vector<T> operator -(T value, Vector<T> v1)
        {
            // 新建容器
            Vector<T> v = new Vector<T>(v1.Length);
            for (int i = 0; i < v1.Length; i++)
            {
                v[i] = value - (dynamic)v1[i];
            }
            return v;
        }

注：有三种情况，vector1-vector2、vector-value、value-vector，所以-*减法重载了3次。

*乘法

        *乘法运算符用来计算vector与一个数或者另一个vector相乘，具体代码如下：略。

注：同理*乘法也重载了3次。

注：由于vector中，可能存在元素为0情况，因此本文就不在重载除法/。

注：此外，还有>、<、>=、<=、!=、|运算符重载，本博客就不在叙述。

三、调用方法

3.1 方法

3.1.1 Append

        函数原型：

public void Append(Vector<T> v1)
public void Append(params T[] values)

        函数说明：该方法是用来在vector末尾添加元素（可以是一个数，也可以是一个vector）。

名称	说明
v1	用来新增的vector
value	用来新增的数

3.1.2 this[]

        this确切来说，是Vector的属性。

定义原型

public T this[int index]

名称	说明
index	所查询的索引，int型

3.1.3 Insert

        函数原型

public void Insert(Vector<T> v1, int indexInsert = -1)

        函数说明：在vector插入另一个vector，如果是想插入数组，可以利用构造函数，将数组构造成vector，在执行插入操作。

        限于篇幅，参数说明不在具体介绍。

3.1.4 DelLen

        函数原型：

public void DelteLen(int startIndex, int delLen = 1)

       函数说明：根据提供的删除元素起点位置startIndex和删除元素的个数（长度delLen，默认为1），无返回值。

3.1.5 FindNumber

        函数原型：

public int FindNumber(T value)

        函数说明：查询vector中元素等于value的个数。

3.1.6 Find

        函数原型：

public int[] Find(T value)

        函数说明：查询vector中元素等于value的所有位置索引，返回一个int[]数组。

3.1.7 LookUp

        函数原型：

public Vector<T> LookUp(int[] indexs)

        函数说明：根据索引int[]型数组，查询（提取）对应位置的所有元素。

3.1.8 Data

        函数原型：

public T[] Data()

        函数说明：将Vector元素提取出来，保存在T[]数组上。

3.1.9 Copy

        函数原型：

public Vector<T> Copy()

        函数说明：深度复制一个vector。

3.1.10 Sum

        函数原型：

public T Sum()

        函数说明：计算vector所有元素的总和。

3.1.11 Mean

        函数原型：

public T Mean()

        函数说明：用来计算vector所有元素的平均值。

3.1.12 Max

        函数原型：

public T Max()

        函数说明：寻找vector中最大值

3.1.12 Min

        函数原型：

public T Min()

        函数说明：寻找vector中最小值

3.1.12 Sort

        函数原型：

public void sort(bool reverse = false)

        函数说明：用来将vector进行排序，无返回值。

3.2 运算符

3.2.1 + 正号

        函数原型：

public static Vector<T> operator +(Vector<T> v)

        函数说明：用来重载正号运算符。

3.2.2 - 负号

        函数原型：

public static Vector<T> operator -(Vector<T> v)

        函数说明：用来重载负号运算符

3.2.3 + 加法

        函数原型：

public static Vector<T> operator +(Vector<T> v1, Vector<T> v2)
public static Vector<T> operator +(Vector<T> v1, T value)
public static Vector<T> operator +(T value, Vector<T> v1)

        函数说明：用来重载加法运算符

3.2.4 – 减法

        函数原型：

public static Vector<T> operator -(Vector<T> v1, Vector<T> v2)
public static Vector<T> operator -(Vector<T> v1, T value)
public static Vector<T> operator -(T value, Vector<T> v1)

        函数说明：用来重载减法运算符

3.2.5 乘法

        函数原型：

public static Vector<T> operator *(Vector<T> v1, Vector<T> v2)
public static Vector<T> operator *(Vector<T> v1, T value)
public static Vector<T> operator *(T value, Vector<T> v1)

四、验证

4.1 验证代码

        验证代码如下所示：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;

namespace XMU
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Vector类验证, hulz");
            // Vector 定义和实例化 空Vector
            Vector<int> v1 = new Vector<int>();
            Console.WriteLine("int-空Vector" + v1);
            Vector<double> v2 = new Vector<double>(5);
            Console.WriteLine("double-全 0 Vector" + v2);
            Vector<double> v3 = new Vector<double>(5, true);
            Console.WriteLine("double-全 1 Vector" + v3);
            Vector<float> v4 = new Vector<float>(1, 2, 3, 4, 5, 6);
            Console.WriteLine("根据数组构造Vector" + v4);

            // 查询Vector元素
            Console.WriteLine("查询Vector:" + v4[3]);
            // 更改Vector元素
            v4[3] = 0f;
            Console.WriteLine("更改后Vector：" + v4);

            // Vector 新增方法Append
            Vector<int> v5 = new Vector<int>(1, 2, 3, 4);
            Vector<int> v6 = new Vector<int>(5, 6, 7);
            v5.Append(v6);
            Console.WriteLine("Vector方法：Append新增Vextor后的效果" + v5);
            v5.Append(5, 6, 7);
            Console.WriteLine("Vector方法：Append新增T数组后的效果" + v5);

            // 插入
            Console.WriteLine("原Vector：" + v5 + "需要插入的Vector" + v6 + "插入的位置");
            v5.Insert(v6);
            Console.WriteLine("插入后的效果1：" + v5);
            v5.Insert(v6, 2);
            Console.WriteLine("插入后的效果2：" + v5);
            // 删除元素
            Console.WriteLine("最初Vector：" + v5);
            v5.DelteLen(2);
            Console.WriteLine("删除元素后的效果1：" + v5);
            v5.DelteLen(0, 2);
            Console.WriteLine("删除元素后的效果2：" + v5);     // 当删除长度过长，将默认删除到最后一位

            // 查询元素个数和位置
            Vector<int> v7 = new Vector<int>(1, 2, 3, 2, 3, 2, 3, 2, 1, 2, 1);
            Console.WriteLine("Vecctor:" + v7);
            Console.WriteLine("Vector 统计元素2的个数:" + v7.FindNumber(2));
            // 查询元素索引位置
            Vector<int> indexs = new Vector<int>(v7.Find(2));
            Console.WriteLine("Vector 统计元素2的位置" + indexs);

            // 提取Vector所有元素，或则说将Vector转化为T[]
            int[] data = v7.Data();
            foreach (int temp in data) Console.Write(temp);     // 打印T[]所有元素
            Console.Write("\n");

            // Vector 深度复制Vector
            Vector<int> v8 = v7.Copy();
            v8[1] = 9;
            Console.WriteLine("被复制的Vector" + v7);
            Console.WriteLine("复制修改后的Vector" + v8);

            // "+" 正号运算符重载
            Console.WriteLine("正号运算符重载Vector" + (+v7));
            // "-"负号运算符重载
            Console.WriteLine("负号运算符重载" + (-v7));

            // Vector加法运算符重载
            Console.WriteLine("加法运算符重载" + (v7 + 5));
            Console.WriteLine("加法运算符重载" + (5 + v7));
            Console.WriteLine("加法运算符重载" + (v7 + v8));

            // Vector减法运算符重载
            Console.WriteLine("减法运算符重载" + (v7 - 5));
            Console.WriteLine("减法运算符重载" + (5 - v7));
            Console.WriteLine("减法运算符重载" + (v7 - v8));

            // Vectorc除法运算符重载,最好别写除法运算符重载，因为存在分母为0 的情况

            // Vector 求和、均值、最大值
            Console.WriteLine("Vector求和" + v7.Sum());
            Console.WriteLine("Vector均值" + v7.Mean());
            Console.WriteLine("Vector最大值" + v8.Max());
            Console.WriteLine("Vector最小值" + v8.Min());

            // 很具索引（int[]数组）查询对应位置中Vector元素
            int[] indexs1 = { 1, 2, 19, 3, 4 };
            Console.WriteLine("Vector" + v8);
            Console.WriteLine("根据索引int[]数组，查找Vector对应位置的元素" + v8.LookUp(indexs1));



             排序, 反向排序核心代码来自https://blog.csdn.net/beijinghorn/article/details/124151190
            //v7.sort();
            //Console.WriteLine("Vector排序" + v7);
            //v8.sort(true);
            //Console.WriteLine("Vector排序" + v8);


            Console.ReadKey();
        }
    }
}

4.2 验证结果：

        运行结果如下所示：

完整代码—>点击下载 

不足之处，敬请斧正！

路漫漫其修远兮，吾将上下而求索！