集合和数据绑定

表2：.NET Framework 1.x中的集合接口

集合是对象的枚举列表，这意味着它实现IEnumerable接口。IEnumerable接口本质上公开了一个enumerator对象，从而让for-each结构可以工作；更准确地说，以一种通用方式获得枚举的成员。除了IEnumerable之外，集合还实现诸如ICollection或IList之类的附加接口，以提供附加的功能。例如，ICollection为将值复制到外部数组而添加了Count属性和CopyTo方法。注意，尽管可以通过ICollection接口中定义的属性而随意进行同步，集合类一般不是线程安全的。

IList是对ICollection的扩展，增加了Add和Remove方法；IList还添加了Item属性，允许对条目进行索引后的数组式访问。IDictionary接口定义了一个表示键/值（key/value）对的集合的API。IDictionary公开方法类似于IList中的方法，但是具有不同的签名。所有词典都具有诸如Keys和Values这样的属性。

Array、ArrayList和StringCollection是.NET Framework中可用的集合类的实例。典型的词典类是ListDictionary、Hashtable和SortedList。表3为选择满足各人需求的.NET Framework 1.x 集合提供了一些提示。

表3： 选择集合类

如何为数据绑定构建自己的集合类呢？自定义集合是强类型化的集合，公开了某个特定类型的对象。在ASP.NET服务器控件中，有很多自定义集合。例如，许多列表控件具有的Items属性的类型是ListItemCollection，它实现了ICollection。要创建自定义集合，需要编写一个实现ICollection的类，但是更好的选择是继承自CollectionBase，如代码段1中的示例OrderCollection类采用的就是这种方法。

代码段1：OrderCollection类
源代码网推荐using System;
源代码网推荐using System.Collections;

namespace Msdn.CuttingEdge.Samples
源代码网推荐{
源代码网推荐 public class OrderCollection : CollectionBase
源代码网推荐 {
源代码网推荐 // Class constructor
源代码网推荐 public OrderCollection() {}

// Add method
源代码网推荐 public void Add(OrderInfo o)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 InnerList.Add(o);
源代码网推荐 }

// Indexer property
源代码网推荐 public OrderInfo this[int index]
源代码网推荐 {
源代码网推荐 get { return (OrderInfo) InnerList[index]; }
源代码网推荐 set { InnerList[index] = value; }
源代码网推荐 }
源代码网推荐 }
源代码网推荐}

OrderCollection类将OrderInfo类的实例组合在一起，后者又收集了很多描述订单的公共属性，就像SQL Server Northwind数据库中一样。代码段2展示了OrderInfo类的一个简单实现。它很简单，因为它只公开Orders表中的一些字段。在实际场景中，您可能想要将外键映射到实际的名称（雇员和客户），以及随意地使用更复杂的查询，以获得订单详细信息的子集合。

代码段2：OrderInfo类
源代码网推荐using System;
源代码网推荐using System.ComponentModel;

namespace Msdn.CuttingEdge.Samples
源代码网推荐{
源代码网推荐 [Serializable]
源代码网推荐 public class OrderInfo
源代码网推荐 {
源代码网推荐 private int m_id;
源代码网推荐 private DateTime m_date;
源代码网推荐 private int m_employeeID;
源代码网推荐 private string m_customerID;

public OrderInfo() {}

public OrderInfo(int id)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 m_id = id;
源代码网推荐 }

public OrderInfo(int id, DateTime date) : this(id)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 m_date = date;
源代码网推荐 }

public int ID
源代码网推荐 {
源代码网推荐 get {return m_id;}
源代码网推荐 }

public DateTime Date
源代码网推荐 {
源代码网推荐 get {return m_date;}
源代码网推荐 set {m_date = value;}
源代码网推荐 }

public string CustomerID
源代码网推荐 {
源代码网推荐 get {return m_customerID;}
源代码网推荐 set {m_customerID = value;}
源代码网推荐 }

public int EmployeeID
源代码网推荐 {
源代码网推荐 get {return m_employeeID;}
源代码网推荐 set {m_employeeID = value;}
源代码网推荐 }
源代码网推荐 }
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填充集合
源代码网推荐 在代码段2中，集合没有提供填充方法。您可以使用访问器类上的方法（可以是静态的）将数据物理地加载到集合的新实例中，或者扩展集合的构造函数以接受执行数据访问所需的任何参数，如下面的代码所示：
源代码网推荐OrderCollection orders = new OrdersCollection(year);
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通过将一些数据合并到集合中，数据容器与数据访问器之间的耦合更加紧密；但是从积极的一面来看，代码抽象程度可能也更高。换句话说，它可能会让DataSet类公开一个方法，以接受一个查询或存储过程名。您知道，.NET Framework中不是这样的，而是由适配器充当去耦数据访问器并提供填充功能。
源代码网推荐在构建数据访问器的过程中，通常最好采用一组数据访问辅助组件。这些组件集中了常见的数据访问任务，比如管理数据连接、处理参数、执行SQL命令和存储过程。类似层的一个极好的例子是Microsoft Data Access Application Block。

泛型简介
源代码网推荐 .NET Framework 2.0中已不再有集合问题，因为该版本引入了泛型。泛型提供一些以强类型化方式实现ICollection和其他接口的类，以及一个由开发人员动态提供的类型。泛型类有一些特征与集合相同；例如，集合的行为是相同的，而不管包含的对象的类型如何。要在.NET Framework 2.0中构建集合，需要一行代码用于指出各种集合类型中的一种，包括枚举、集合、列表、词典或绑定列表：
源代码网推荐public class OrderCollection : Collection<OrderInfo> {}
源代码网推荐 基于泛型的集合以典型的.NET Framework 1.x 集合所不具有的方式，提供可重用性、类型安全性和有效性的唯一组合。.NET Framework 2.0提供一个新的命名空间——System.Collections.Generic，它包含几个新的基于泛型的集合类（参见表4）。但是没有包括最有趣的类BindingList<T>，该类位于System.ComponentModel命名空间中。除了集合的基本功能之外，BindingList<T>还提供一个框架，用于编码典型的绑定功能，比如排序、搜索和CRUD（即create-read-update-delete）操作。因此，当不使用诸如DataSet和DataTable这样的ADO.NET容器时，BindingList<T>非常适合于在Windows和ASP.NET 2.0应用中绑定任务。
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表4： .NET中具有泛型功能的集合类

绑定到ASP.NET控件
源代码网推荐 假设您有一组DAL组件，它们可以返回某一年发出的订单集合。通过以下代码可获得该信息，并将它绑定到数据绑定控件：
源代码网推荐OrderCollection orders = Helpers.LoadOrders(1997);
源代码网推荐DataGrid1.DataSource = orders;
源代码网推荐DataGrid1.DataBind();

网格定义它的列如下：
源代码网推荐<Columns>
源代码网推荐 <asp:BoundColumn DataField="ID" HeaderText="ID" />
源代码网推荐 <asp:BoundColumn DataField="Date" HeaderText="Date"
源代码网推荐 DataFormatString="{0:d}" />
源代码网推荐</Columns>

如果您熟悉Northwind数据库的话，就知道Orders表不具有“ID”或“Date”列。网格列的DataField属性引用OrderInfo类上的公共属性而不是Orders表结果集上的列。绑定集合中数据成员的类型是OrderInfo。

对于绑定目的有一点很重要，即集合成员暴露其公共属性，而不暴露其公共字段。更确切地说，如果您重新定义在代码段2中所见的OrderInfo类，让其看起来像下面的代码一样，就会得到一个HTTP异常：
源代码网推荐public class OrderInfo {
源代码网推荐 public int ID;
源代码网推荐 public DateTime Date;
源代码网推荐 public int EmployeeID;
源代码网推荐 public string CustomerID;
源代码网推荐}

错误消息解释说，在所选择的数据源没有找到名为“ID”的字段或属性。这是因为.NET数据绑定中不支持字段——即使字段可能在类定义被标记为公共的，所以您必须求助于属性。字段与属性之间的差别是，字段为调用方提供对底层数据的直接读/写访问，而属性对底层数据的访问是通过get/set访问器筛选的。

一旦构建了自己的自定义业务实体来公开属性，ASP.NET数据绑定就是自动化的了，并且甚至页面调度也不会出现任何重大问题了。但是，对于排序，又将如何呢？

一般来讲，ASP.NET网格采用两种方式中的一种来排序数据：要么使用一个带有ORDER BY子句的新的数据库查询，要么使用一个DataView对象。前一种方法不需要Web服务器资源，并且对于排序可能是最快的一种技术。毕竟，SQL Server排序算法是经过良好优化的。但是，返回去向SQL Server请求已排序的数据不一定是明智之举，因为网络延迟、查询执行和数据封送时间都会影响总体性能。另一方面，如果使用ADO.NET DataView对象或者可排序的数组或集合在Web服务器上排序，就会大量使用Web服务器的内存，除非您缓存已排序的视图以备后用（参见 “在.NET Framework中排序”）
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在.NET Framework中排序

排序不是快速的操作。大致上讲，O(N*LogN) 次比较操作通常是可从一般目的排序算法得到的最佳性能。我们下面深入研究一下ADO.NET DataView对象和数组中排序的内部实现。
源代码网推荐 DataView类工作在DataTable之上，维护着一个行视图索引，该索引是按一个表达式筛选的，并按列组合进行了排序。每当指定一个新的筛选器或排序表达式，该索引就被更新一次。对所选表行的引用被缓存在一个DataRowView对象数组中。数组使用QuickSort算法的实现进行了排序。
源代码网推荐 数组也使用QuickSort算法进行排序。QuickSort有两种稍微不同的实现。数组试图在所包含对象的类型上优化算法，并执行大量DataView结构和内部设计不再需要的异常处理和静态检查。
源代码网推荐 正如所提到的，QuickSort算法排序N项时平均进行O(N*LogN) 次比较。但是在最坏情况下，它进行O(N*N) 次比较。当所有项都以相反顺序排好序时，就会出现QuickSort的最坏情况。QuickSort实际上比其他O(N*LogN) 算法都要快得多，因为可以在各种体系结构上有效地实现它的内部循环。
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这说明，不考虑所用算法的有效性，就不能轻易做出排序决策。排序方法应该考虑绑定和页面调度。概括地说，高速缓存通常是解决页面调度和排序问题的好办法。总之，对于高性能和高度可伸缩的应用程序，您可能需要考虑存储相同数据的预先排序的副本，要么是从SQL Server排序的，要么是通过DataView或数组排序方法排序的。当然，高速缓存也有缺点，比如过期数据以及采用不常用的数据填充缓存页。
源代码网推荐 要通过DataView排序，必须让数据存储在DataTable对象中。要排序将其数据存储在数组或ArrayList中的自定义集合，通常使用Array.Sort静态方法或ArrayList.Sort实例方法，其中用到了自定义比较器实现或者依赖于IComparable接口的包含对象的实现。代码段3展示了一个支持排序的OrderCollection类的增强版本。

代码段3：OrderCollection的支持排序的版本
源代码网推荐public class OrderCollection : OrderCollectionBase
源代码网推荐{
源代码网推荐 // Class constructor
源代码网推荐 public OrderCollection() {}

// Add sort capabilities
源代码网推荐 public void Sort(string sortExpression, OrderSortDirection direction)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 SortInternal(sortExpression, direction);
源代码网推荐 }

protected virtual void SortInternal(
源代码网推荐 string sortExpression, OrderSortDirection direction)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 OrderInfo[] rgOrders = new OrderInfo[this.Count];
源代码网推荐 this.InnerList.CopyTo(rgOrders);
源代码网推荐 Array.Sort(rgOrders,
源代码网推荐 new OrderComparer(sortExpression, direction));
源代码网推荐 Reload(rgOrders);
源代码网推荐 }

protected void Reload(OrderInfo[] rgOrders)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 this.InnerList.Clear();
源代码网推荐 InnerList.AddRange(rgOrders);
源代码网推荐 }
源代码网推荐}

该类的新版本的特征是具有一个新的Sort方法，该方法接收一个排序表达式（一般是属性名）和一个指明排序方向的值。这些参数用于初始化比较器类：
源代码网推荐public class OrderComparer : IComparer
源代码网推荐{
源代码网推荐 public OrderComparer(string sortExpr, OrderSortDirection direction)
源代码网推荐 {
源代码网推荐 ...
源代码网推荐 }
源代码网推荐 ...
源代码网推荐}
源代码网推荐 IComparer接口的特征是具有单个Compare方法，该方法用于排序数组中的两个元素。在本例中，这两个元素是OrderInfo的两个实例。指定属性的值是由PropertyDescriptor类检索的，并进行比较以返回一个整数值。
源代码网推荐 因此，现在您可以处理DataGrid上的SortCommand事件并可以对绑定集合进行排序了。下面是一个代码片断：
源代码网推荐void SortCommand(object source, DataGridSortCommandEventArgs e)
源代码网推荐{
源代码网推荐 BindSortedData(e.SortExpression);
源代码网推荐}
源代码网推荐 辅助方法（helper method）从ASP.NET缓存检索集合，并在指定的列上按指定的方向排序。接下来，它缓存已排序的版本并绑定到网格，如您在代码段4中的中见到的一样。

代码段4：排序与绑定
源代码网推荐void BindSortedData(string sortExpression)
源代码网推荐{
源代码网推荐 OrderCollection orders = (OrderCollection) Cache["MyData"];
源代码网推荐 if (orders == null) {
源代码网推荐 LoadData();
源代码网推荐 orders = (OrderCollection) Cache["MyData"];
源代码网推荐 }

orders.Sort(sortExpression, OrderSortDirection.Descending);
源代码网推荐 Cache["MyData"] = orders;

DataGrid1.DataSource = orders;
源代码网推荐 DataGrid1.DataBind();
源代码网推荐}
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为了完成对ASP.NET绑定的讨论，我们来回顾一下伴随update和delete语句发生的事情。与核心绑定类似，就地编辑实际上并不受您用作数据源的枚举对象的类型所影响。当涉及到表示时，让用于Edit和Delete操作的按钮列按照预期工作，并且ADO.NET对象不会出现其他问题。
源代码网推荐更新后端数据源有两种选择：对Web服务器缓存执行更新或者直接对数据库执行更新。如果使用缓存数据的话，第一种方法比较适合；该方法要求提供一个Submit按钮（或者一种定时机制），以便让用户定期地持久存储更改。两个连续的提交之间出现的任何Web服务器失败都会导致数据丢失。当用户单击以编辑和更新网格行时，更改只被持久存储到ASP.NET缓存中（参见代码段5）。

代码段5：编辑并更新一个界限集合
源代码网推荐void DataGrid1_UpdateCommand(object source, DataGridCommandEventArgs e)
源代码网推荐{
源代码网推荐 // Get order being edited
源代码网推荐 OrderCollection orders = RetrieveData();
源代码网推荐 OrderInfo currentOrder = orders[e.Item.DataSetIndex];
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源代码网推荐 // Get textboxes
源代码网推荐 TextBox txtOrderDate = e.Item.Cells[2].Controls[0] as TextBox;
源代码网推荐 TextBox txtEmployeeID = e.Item.Cells[3].Controls[0] as TextBox;
源代码网推荐 if (txtOrderDate != null)
源代码网推荐 currentOrder.Date = DateTime.Parse(txtOrderDate.Text);
源代码网推荐 if (txtEmployeeID != null)
源代码网推荐 currentOrder.EmployeeID = Int32.Parse(txtEmployeeID.Text);
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源代码网推荐 DataGrid1.EditItemIndex = -1;
源代码网推荐 BindData();
源代码网推荐}

如果要是现每当用户退出编辑模式时发起对数据库的直接更新，需要在DAL上调用一个方法，该方法以一个用新值填充的OrderInfo作为参数，并用它的内容来准备和执行存储过程或SQL命令。
源代码网推荐 最后，如果您使用自定义集合来代替经典的ADO.NET对象，那么ASP.NET数据绑定不会改变太多。即使从模板角度来看，绑定也几乎是相同的。数据绑定表达式看起来是相同的，只是数据源的类型不同。DataBinder.Eval的字段名参数可以是列的名称或者是公共属性。排序要求稍微多一点的精力，因为需要您实现可排序的集合。从性能方面来讲，DataView和数组基本上差不多，因为两者都使用QuickSort算法。此外，基于数组的代码稍微要快一些，因为ADO.NET DataViews使用了较多的代码和辅助对象。

绑定到Windows Forms
源代码网推荐 在设计DAL时，通常不会假设调用应用程序是ASP.NET页面、基于Windows的应用程序或者Web服务。另一方面，DAL只是一些具有给定编程接口的.NET类。DAL也可以驻留在远程机器上，如果这样的话，为了使数据传输成功完成，您需要确保集合条目（即OrderInfo）是可串行化的。同样，在Windows Forms应用程序中，集合不存在绑定和页面调度操作方面的重大问题。那么，对于排序又将如何呢？有趣的是，如果使用下面的代码片段来填充Windows DataGrid，那么除了不支持排序以外一切正常：
源代码网推荐OrderCollection orders = Helpers.LoadOrders(1997);
源代码网推荐dataGrid1.DataSource = orders;
源代码网推荐 除了AllowSorting属性被设置为True以外，尝试单击任何列标题并验证没有任何事情发生。现在尝试将同一表单中的另一网格绑定到任何ADO.NET对象。奇怪的是，网格现在能够排序了。那么，到底发生什么啦？
源代码网推荐 从设计上来讲，Windows Forms DataGrid不像Web DataGrid和ASP.NET 2.0中的DataGridView控件一样，公开一个公共排序API。要自定义排序，您可以围绕网格编写一些代码，捕捉用户对标题栏的单击，计算出底层列，并手动进行排序。这并不是不可能的，但也不是一个很容易就能完成的工作。关键问题是：为什么自定义集合上不支持DataGrid排序？
源代码网推荐 从设计上来说，Windows DataGrid对排序依赖于IBindingList接口上的方法。如果绑定集合没有实现该接口，那么网格就不会排序数据。在.NET Framework 1.x中，只有两个类实现了IBindingList：DataView和DataViewManager。当您绑定一个DataTable或DataSet时，控件为绑定自动地抽取默认视图和使用DataView对象。
源代码网推荐 通常，Windows Forms应用程序使用批更新（Batch Update）将内存中的更改持久存储到远程数据库。与数据适配器一起，数据集提供用于处理批更新和实现并发性开放式窗体的功能。相当复杂的类似机制对自定义集合不可用，需要时应该从头开始构建。但是有了BindingList<T>，它就相当直观了。

绑定到Web服务
源代码网推荐 数据集（DataSet）通常用于从Web服务方法返回数据——不推荐这样做，因为它会导致紧耦合的设计，并且几乎不提供互操作功能。
源代码网推荐数据集是XML可串行化的，这意味着它可以作为Web方法的输入参数或返回值。.NET为数据串行化提供两种主要机制——通过格式化程序（Formatter）实现和通过XML串行化程序（XML Serializer）实现——每一种都用于不同的应用程序场景。格式化程序可以串行化任何标记有[Serializable]属性的.NET对象；XML串行化程序是一个专门的组件，负责对Web服务方法封送参数和返回值。
源代码网推荐 格式化程序被设计成用于类型保真（Type Fidelity）和保存对象的完整状态。XML串行化程序使您限定于持久存储被串行化对象的公共接口，以及创建一个只有公共属性和字段不支持循环引用的XML实现。XML串行化程序也适合于实现IXmlSerializable接口的类型，包括众所周知的DataSet类型。
源代码网推荐 注意，.NET Framework添加了两种方式来增强数据集串行化。首先，数据集的二进制串行化提供更加紧凑的表示，但是使您只能进行.NET到.NET的通信。此外，新的SerializationMode允许开发人员跳过类型化数据集上的架构串行化。这对于发送有效负载的开发人员的影响非常巨大。对于有效负载数据集，90％的数据将会是架构，而这对于两边都是已知的。
源代码网推荐 数据集表示数据表的一个集合，并提供将多个结果集组合到单个实例中的机会。在Web服务上下文中，当您需要获得一些数据将之呈现给用户，并返回以应用更改时，DataSet类型是有用的。注意，在.NET Framework 1.x中，DataSet是唯一可与Web服务方法一起使用的ADO.NET对象，因为只有它实现了IXmlSerializable。在ADO.NET 2.0中，DataTable已经扩展成实现了相同的接口。
源代码网推荐 DataSet是一个多态类型，其布局只是在运行当中当对象填充了数据时才确定的。可以嵌入架构信息，但是这一般无助于Web服务工具包将它映射到特定于平台的类。所以只要从.NET客户端使用eb服务，数据集就是很适合的。在非.NET环境中，在处理数据集返回值时很容易出问题，并且需要平台的低级XML API。要解决这些问题，您通常为了与其他平台有更好的兼容性而编写WebMethod方法，使它们接收和返回数组或集合。自定义类的数组和集合也大大减少了网络的工作负载，因为它们需要很少的空间来串行化到XML。下面是一些Web方法的例子，它们在不同的签名中包含了相同的核心功能。
源代码网推荐[WebMethod]
源代码网推荐public DataSet GetOrdersAsDataSet(...)
源代码网推荐[WebMethod]
源代码网推荐public OrderInfo[] GetOrdersAsArray(...)
源代码网推荐[WebMethod]
源代码网推荐public OrderCollection GetOrdersAsCollection(...)
源代码网推荐[WebMethod]
源代码网推荐public string GetOrdersAsXml(...)
源代码网推荐 在Windows和Web Forms应用程序中，您可以添加对Web服务的引用以便生成客户端代理，在该代理上调用方法，以及绑定生成的值。当返回值是数据集时，绑定没有任何问题。如果Web方法返回自定义结构的数组或集合的话，那会怎么样呢？
源代码网推荐 当您向自己的项目导入一个Web服务引用时，Visual Studio® .NET会创建一个代理类来管理出站调用（Outbound Call）。该类也导入所有的类声明，以用于完成调用。
源代码网推荐 不管像OrderInfo这样的自定义类是如何由Web服务源代码定义的，它都可以由.NET Framework命令行工具wsdl.exe，使用字段而不是属性来重新构建（但是在.NET Framework 2.0中，属性是默认生成的）。正如前面所提到过的，缺乏属性的类的数组或集合不能绑定到Windows和Web控件。
源代码网推荐 要解决这个问题，您要确保Windows和Web客户端为Web服务所使用的自定义业务实体包含一个正确的定义。正确的定义是一种使用公共属性代替公共字段的定义。有两种方式可以做到这一点：可以编辑字段生成的代理文件以便用属性代替字段；也可以从引用文件删除所有的类定义，并通过一个附加的类文件将它添加到项目。注意，代理实现文件在Visual Studio .NET中一般是隐藏的，并且会对您显示因编辑它而带来的潜在风险的警告。但是，如果您知道怎么做的话，就请放心地去编辑它。对Web方法签名或类结构的任何更改，都可能需要编辑代理实现文件或者任何所使用的其他辅助类。

结束语
源代码网推荐 在大多数数据绑定场景中，自定义集合是对ADO.NET容器对象的一个有效替代。使用自定义业务实体代替数据集既有优点也有缺点，但是这肯定是一个值得探索的选择。绑定集合到Windows和Web Forms除了与排序有关的问题之外，没有什么重大的问题。对于Web服务，集合需要一些编码，这是由于使用公共字段代替公共属性的Visual Studio .NET导入程序工具的局限性所致。一般来说，数据集易于使用，但是不一定是最佳解决方案。集合是轻量级对象，从互操作观点来看也是可取的。
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