Как узнать количество элементов в list c

Внутри List

Исходный код класса List доступен на GitHub. Это значит, что мы можем взглянуть на его реализацию. Пройдёмся по важным аспектам.

Класс List представляет последовательный список элементов с динамически изменяемым размером. Под капотом List построен с использованием массива.

Класс List содержит 3 основных поля:

• T[] _items – внутренний массив, на основе которого строится список;
• int _size – хранит информацию о количестве элементов в списке;
• int _version – содержит версию коллекции.

Добавление элемента в список

Как уже было сказано, размер списка динамически изменяется. Взглянем поподробнее, что же происходит при добавлении элемента в список.

public void Add(T item) < _version++; T[] array = _items; int size = _size; if ((uint)size < (uint)array.Length) < _size = size + 1; array[size] = item; >else < AddWithResize(item); >> 

В первую очередь значение поля _version увеличивается на 1 (смысл данного действия мы разберём чуть позже). После этого происходит создание двух локальных переменных – массива array с элементами типа T и size типа int. Им присваиваются соответствующие поля. Далее если в массиве ещё есть место для одного элемента, то происходит изменение элемента массива по индексу size + 1. Если же размер массива не позволяет добавить ещё один элемент, то вызывается метод AddWithResize.

private void AddWithResize(T item)

Здесь вызывается метод Grow для увеличения текущего размера внутреннего массива. Далее производятся те же действия, что и в методе Add, для добавления при доступном месте.

Рассмотрим метод Grow подробнее:

private void Grow(int capacity) < . int newcapacity = _items.Length == 0 ? DefaultCapacity : 2 * _items.Length; if ((uint)newcapacity >Array.MaxLength) newcapacity = Array.MaxLength; if (newcapacity

Алгоритм работы метода Grow:

• если внутренний массив пуст, то ёмкость списка будет равна 4, иначе удвоенной длине массива;
• если новое значение ёмкости получается больше максимально возможной длины массива, то данная ёмкость станет равна Array.MaxLength;
• если новое значение ёмкости коллекции получилось меньше текущего, то новая ёмкость станет равна текущей;
• в конце newcapacity записывается в свойство Capacity.

Зачем нужно поле _version?

Но зачем же всё-таки нужно поле _version, значение которого менялось в методе Add? Как уже было написано ранее, это поле, которое позволяет отслеживать версию списка. Его значение проверяется при обходе списка. К примеру, рассмотрим метод ForEach:

public void ForEach(Action action) < . int version = _version; for (int i = 0; i < _size; i++) < if (version != _version) < break; >action(_items[i]); > if (version != _version) ThrowHelper .ThrowInvalidOperationException_InvalidOperation_EnumFailedVersion(); > 

Перед началом обхода значение поля _version сохраняется в переменную. Если во время обхода список будет изменён, то обход прекращается и выбрасывается исключение типа System.InvalidOperationException. Похожим образом _version отслеживается и в List.Enumerator. Поэтому изменение списка при его обходе в foreach также приведёт к выбрасыванию исключения.

Capacity

У List есть конструктор, который первым аргументом принимает число – начальную ёмкость.

List list = new List(8); 

Если разработчик заранее знает нужный размер списка, то он может задать его. Это избавляет от ненужных операций копирования и выделения памяти под новый массив при добавлении новых элементов.

Кстати, размером внутреннего массива можно управлять, ещё и используя свойство Capacity:

list.Capacity = 8; 

Рассмотрим код данного свойства:

public int Capacity < get =>_items.Length; set < if (value < _size) < ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(. ); >if (value != _items.Length) < if (value >0) < T[] newItems = new T[value]; if (_size >0) < Array.Copy(_items, newItems, _size); >_items = newItems; > else < _items = s_emptyArray; >> > > 

Аксессор get возвращает значение _items.Length, то есть длину внутреннего массива.

Аксессор set действует по следующему алгоритму:

• если value меньше количества элементов в коллекции, то будет выброшено исключение;
• если value не равно длине внутреннего массива и value больше 0, то будет создан новый массив с ёмкостью, равной value;
• если количество элементов в списке больше 0, то будет выполнено копирование элементов из старого массива в новый;
• если value равно 0, то полю, которое представляет собой внутренний массив, будет присвоен пустой массив.

Прочие особенности методов List

Insert

Метод Insert позволяет вставить элемент в коллекцию только в рамках начала и конца этой коллекции. Если количество элементов в коллекции будет равно размерности внутреннего массива, то произойдёт увеличение ёмкости массива с помощью метода Grow(_size + 1). При попытке вставить элемент на индекс, который больше list.Count, будет выброшено исключение System.ArgumentOutOfRangeException.

List list = new List() < "1", "2">; list.Insert(1, "10"); // OK list.Insert(2, "15"); // OK list.Insert(10, 12); // throw exception 

Подобное поведение останется даже при явном управлении размером внутреннего массива.

List list = new List() < "1", "2">; list.Capacity = 8; list.Insert(3, "3"); 

В свойство Capacity присваивается 8, что приводит к изменению размера внутреннего массива. Однако это не даёт возможности вставить элемент на позицию, превышающую list.Count. Результатом выполнения приведённого кода будет выбрасывание исключения.

Clear

Данный метод производит очистку коллекции. В результате этой операции свойство Count будет иметь значение 0. Элементы коллекции ссылочного типа получают значение по умолчанию. Если элементы коллекции являются структурами и имеют поля ссылочного типа, то данные поля тоже получат значение по умолчанию. Стоит заметить, что размер внутреннего массива остаётся неизменным. Если до вызова Clear свойство Capacity было равно 8, то и после Clear размер массива останется равным 8. Для освобождения памяти, выделяемой под сам массив, необходимо после Clear вызвать метод TrimExcess.

TrimExcess

Данный метод делает размер внутреннего массива равным количеству элементов в списке. Его стоит использовать, например, когда вы знаете, что в коллекцию больше не будут добавлены новые элементы.

list.Clear(); list.TrimExcess(); 

Sort и OrderBy

Между двумя этими методами есть несколько различий:

• метод Sort принадлежит классу List , а метод OrderBy является методом расширения из LINQ;
• метод Sort модифицирует исходную коллекцию, а OrderBy возвращает отсортированную копию с типом IOrderedEnumerable ;
• метод OrderBy производит устойчивую сортировку, а Sort – нет. Если вы используете метод Sort, то эквивалентные элементы могут быть переупорядочены.

List list = new List(); 

public void ValueTypeArrayList() < ArrayList a = new ArrayList(); for (Int32 n = 0; n < _count; n++) < a.Add(n); Int32 x = (Int32)a[n]; >> 

public void ListWithoutCapacity() < for (int i = 0; i < Count; i++) < Listlist = new List(); for (int j = 0; j < Length; j++) < list.Add(j); >> > 

 
 
>>> list_numbers = [1, 2, 2, 5, 5, 7, 4, 2, 1] >>> print(list_numbers.count(2)) 3
 
Существует несколько способов такого подсчета, и мы изучим каждый из них с помощью примеров. Итак, давайте начнем.
 
1. Использование цикла for для подсчета в списке Python
   
 
В этом фрагменте кода мы используем цикл for для подсчета элементов списка Python, удовлетворяющих условиям или критериям. Мы перебираем каждый элемент списка и проверяем условие, если оно истинно, то мы увеличиваем счетчик на 1. Это простой процесс сопоставления и подсчета для получения интересующего нас количества.
 
 
 
list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 15, 25, 20] count = 0 for item in list_numbers: if item%5 == 0: count += 1 print("количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", count)
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 6 
 
2. Применение len() со списковыми включениями для подсчета в списке Python
   
 
В представленном ниже фрагменте кода, мы используем списковые включения (list comprehension), чтобы создать новый список, элементы которого соответствует заданному условию, после чего мы получаем длину собранного списка. Это намного легче понять на примере, поэтому давайте перейдем к нему.
 
 
 
list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 15, 25, 20] element_count = len([item for item in list_numbers if item%5 == 0]) print( "количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", element_count )
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 6 
 
Подсчет ненулевых элементов
 
В этом примере мы находим общее количество ненулевых элементов. Чтобы узнать число нулевых членов списка, мы можем просто изменить условие на if item == 0 .
 
 
 
list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 0, 0, 0] element_count = len([item for item in list_numbers if item != 0]) print( "количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", element_count )
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 7 
 
3. sum() и выражение-генератор для подсчета в списке Python
   
 
В этом примере кода мы используем sum() с генераторным выражением. Каждый элемент списка проходит проверку условием и для тех элементов, которые ему удовлетворяют, возвращается значение True . Метод sum() в свою очередь подсчитывает общее число истинных значений.
 
 
 
list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 15, 25, 20] count = 0 count = sum(True for i in list_numbers if i % 5 == 0) print( "количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", count )
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 6 
 
4. sum() и map() для подсчета элементов списка Python с условиями или критериями
   
 
Функция map(fun, iterable) принимает два аргумента: итерируемый объект (это может быть строка, кортеж, список или словарь) и функцию, которая применяется к каждому его элементу, — и возвращает map-объект (итератор). Для применения одной функции внутри другой идеально подходит лямбда-функция. Таким образом, map() примет первый аргумент в виде лямбда-функции.
 
Здесь sum() используется с функцией map() , чтобы получить количество всех элементов списка, которые делятся на 5.
 
Давайте разберемся на примере, в котором переданная лямбда-функция предназначена для фильтрации членов списка, не кратных 5.
 
 
 
list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 15, 25, 20] count = 0 count = sum(map(lambda item: item % 5 == 0, list_numbers)) print( "количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", count )
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 6 
 
5. reduce() с лямбда-функцией для подсчета элементов списка Python с условием или критериями



 
Lambda — это анонимная (без имени) функция, которая может принимать много параметров, но тело функции должно содержать только одно выражение. Лямбда-функции чаще всего применяют для передачи в качестве аргументов в другие функции или для написания более лаконичного кода. В этом примере мы собираемся использовать функции sum() , map() и reduce() для подсчета элементов в списке, которые делятся на 5.
 
Приведенный ниже код наглядно демонстрирует это.
 
 
 
from functools import reduce list_numbers = [78, 99, 66, 44, 50, 30, 45, 15, 25, 20] result_count = reduce( lambda count, item: count + (item % 5 == 0), list_numbers, 0 ) print( "количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию:", result_count )
 
количество элементов списка, удовлетворяющих заданному условию: 6
    
Надеюсь, что вы узнали о различных подходах к подсчету элементов в списке Python с помощью условия или критериев для фильтрации данных.