如何为ReadOnlyCollection<T>实现按名称查找的自定义字符串索引器

要实现按Animal.Name的字符串索引器，同时保持集合的只读特性且不使用字典，你可以自定义一个只读集合类，替代系统自带的ReadOnlyCollection<Animal>。系统的ReadOnlyCollection是密封类无法继承扩展，所以我们自己实现一个符合只读要求的集合，并添加自定义索引器。

步骤1：自定义只读集合类 #

创建一个实现IReadOnlyList<Animal>的类，内部包装你的私有List<Animal>，同时添加字符串索引器：

public class ReadOnlyAnimalCollection : IReadOnlyList<Animal>
{
    private readonly List<Animal> _innerList;

    // 构造函数，传入内部要包装的List
    public ReadOnlyAnimalCollection(List<Animal> innerList)
    {
        _innerList = innerList ?? throw new ArgumentNullException(nameof(innerList));
    }

    // 实现IReadOnlyList的int索引器
    public Animal this[int index] => _innerList[index];

    // 添加自定义字符串索引器，按Name查找
    public Animal this[string name]
    {
        get
        {
            var animal = _innerList.FirstOrDefault(a => a.Name == name);
            if (animal == null)
                throw new KeyNotFoundException($"找不到名为{name}的动物");
            return animal;
        }
    }

    // 实现IReadOnlyCollection的Count属性
    public int Count => _innerList.Count;

    // 实现IEnumerable的枚举器
    public IEnumerator<Animal> GetEnumerator()
    {
        return _innerList.GetEnumerator();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }
}

步骤2：修改Zoo类的Animals属性 #

把原来的ReadOnlyCollection<Animal>替换成自定义的ReadOnlyAnimalCollection：

public class Animal
{
    public string Name { get; set; }
}

public class Zoo
{
    private List<Animal> _animals = new List<Animal>();
    // 对外暴露自定义的只读集合
    public ReadOnlyAnimalCollection Animals => new ReadOnlyAnimalCollection(_animals);

    public void AddAnimal(Animal animal)
    {
        if (animal == null)
            throw new ArgumentNullException(nameof(animal));
        _animals.Add(animal);
    }
}

步骤3：使用示例 #

现在你可以同时通过int索引和字符串索引访问集合：

Zoo z = new Zoo();
z.AddAnimal(new Animal() { Name = "Lion" });
z.AddAnimal(new Animal() { Name = "Tiger" });

// 通过int索引访问
var lionByIndex = z.Animals[0];
// 通过Name字符串索引访问
var tigerByName = z.Animals["Tiger"];

关键说明 #

• 自定义集合完全基于原有的List<Animal>，不需要额外的字典存储，符合你的要求；
• 集合对外只暴露只读接口（IReadOnlyList），确保外部无法修改集合内容，所有修改必须通过Zoo的AddAnimal方法；
• 字符串索引器内部使用FirstOrDefault遍历查找，若需要忽略大小写，可以修改为a.Name.Equals(name, StringComparison.OrdinalIgnoreCase)；
• 如果不想在找不到时抛出异常，也可以改为返回null，只需去掉throw语句直接返回animal即可。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Andrei Popescu