C# 几种常见数据结构
一、内存上连续存储，节约空间，可以索引访问，读取快，增删慢
- Array：在内存上连续分配的，而且元素类型是一样的，可以坐标访问;读取快--增删慢，长度不变
{
//Array：在内存上连续分配的，而且元素类型是一样的
//可以坐标访问 读取快--增删慢，长度不变
Console.WriteLine("***************Array******************");
int[] intArray = new int[3];
intArray[0] = 123;
string[] strArray = new string[] { "123", "234" };//Array
}
- ArrayList:不定长的，连续分配的；元素没有类型限制，任何元素都是当成object处理，如果是值类型，会有装箱操作;读取快--增删慢
{
//ArrayList 不定长的，连续分配的；
//元素没有类型限制，任何元素都是当成object处理，如果是值类型，会有装箱操作
//读取快--增删慢
Console.WriteLine("***************ArrayList******************");
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.Add(true);
arrayList.Add("Is");
arrayList.Add(32);//add增加长度
//arrayList[4] = 26;//索引复制，不会增加长度
//删除数据
//arrayList.RemoveAt(4);
var value = arrayList[2];
arrayList.RemoveAt(0);
arrayList.Remove(true);
}
- List:也是Array，内存上都是连续摆放;不定长；泛型，保证类型安全，避免装箱拆箱;读取快--增删慢
{
//List:也是Array，内存上都是连续摆放;不定长；泛型，保证类型安全，避免装箱拆箱
//读取快--增删慢
Console.WriteLine("***************List<T>******************");
List<int> intList = new List<int>() { 1, 2, 3, 4 };
intList.Add(123);
intList.Add(123);
//intList.Add("123");
//intList[0] = 123;
List<string> stringList = new List<string>();
//stringList[0] = "123";//异常的
}
二、非连续摆放，存储数据+地址，找数据的话就只能顺序查找，读取慢；增删快
- 链表LinkedList：泛型;链表，元素不连续分配，每个元素都有记录前后节点；节点值可以重复；不能下标访问，找元素就只能遍历，查找慢；增删快
{
//LinkedList：泛型的特点;链表，元素不连续分配，每个元素都有记录前后节点
//节点值可以重复
//能不能下标访问？不能，找元素就只能遍历 查找不方便
//增删 就比较方便
Console.WriteLine("***************LinkedList<T>******************");
LinkedList<int> linkedList = new LinkedList<int>();
//linkedList[3]
linkedList.AddFirst(123);//添加为第一个节点元素
linkedList.AddLast(456);//添加为最后一个节点元素
bool isContain = linkedList.Contains(123);
LinkedListNode<int> node123 = linkedList.Find(123); //元素123的位置 从头查找
linkedList.AddBefore(node123, 123);//节点不存在，会报错
linkedList.AddBefore(node123, 123);//在指定节点前新增元素
linkedList.AddAfter(node123, 9);//在指定节点后新增元素
linkedList.Remove(456);//删除指定值，不存在会报错
linkedList.Remove(node123);//删除指定节点
linkedList.RemoveFirst();//删除第一个元素
linkedList.RemoveLast();//删除最后一个元素
linkedList.Clear();
}
- 队列Queue：就是链表，先进先出；
放任务延迟执行，A不断写入日志任务 B不断获取任务去执行
{
//Queue 就是链表 先进先出 放任务延迟执行，A不断写入日志任务 B不断获取任务去执行
Console.WriteLine("***************Queue<T>******************");
Queue<string> numbers = new Queue<string>();
numbers.Enqueue("one");//添加对象到队列末尾
numbers.Enqueue("two");
numbers.Enqueue("three");
numbers.Enqueue("four");
numbers.Enqueue("four");
numbers.Enqueue("five");
foreach (string number in numbers)
{
Console.WriteLine(number);
}
Console.WriteLine($"Dequeuing '{numbers.Dequeue()}'");//Dequeue方法 移除并返回队列的第一个元素
Console.WriteLine($"Peek at next item to dequeue: { numbers.Peek()}");//Peek方法 返回队列的第一个元素 但不移除元素
Console.WriteLine($"Dequeuing '{numbers.Dequeue()}'");
Queue<string> queueCopy = new Queue<string>(numbers.ToArray());
foreach (string number in queueCopy)
{
Console.WriteLine(number);
}
Console.WriteLine($"queueCopy.Contains(\"four\") = {queueCopy.Contains("four")}");
queueCopy.Clear();
Console.WriteLine($"queueCopy.Count = {queueCopy.Count}");
}
- 栈Stack：就是链表 先进后出 解析表达式目录树的时候，先产生的数据后使用；操作记录为命令，撤销的时候是倒序的
//队列是没瓶底的瓶子,栈是有瓶底的瓶子
{
//Stack 就是链表 先进后出 解析表达式目录树的时候，先产生的数据后使用
//操作记录为命令，撤销的时候是倒序的
Console.WriteLine("***************Stack<T>******************");
Stack<string> numbers = new Stack<string>();
numbers.Push("one");
numbers.Push("two");
numbers.Push("three");
numbers.Push("four");
numbers.Push("five");//放进去
foreach (string number in numbers)
{
Console.WriteLine(number);
}
Console.WriteLine($"Pop '{numbers.Pop()}'");//获取并移除
Console.WriteLine($"Peek at next item to dequeue: { numbers.Peek()}");//获取不移除
Console.WriteLine($"Pop '{numbers.Pop()}'");
Stack<string> stackCopy = new Stack<string>(numbers.ToArray());
foreach (string number in stackCopy)
{
Console.WriteLine(number);
}
Console.WriteLine($"stackCopy.Contains(\"four\") = {stackCopy.Contains("four")}");
stackCopy.Clear();
Console.WriteLine($"stackCopy.Count = {stackCopy.Count}");
}
三、Set 纯粹的集合，容器，唯一性
- HashSet:hash分布，元素间没关系,动态增加容量;去重
使用场景：统计用户IP--IP投票；交叉并补--二次好友/间接关注/粉丝合集
{
//集合：hash分布，元素间没关系,动态增加容量 去重
//统计用户IP；IP投票 交叉并补--二次好友/间接关注/粉丝合集
Console.WriteLine("***************HashSet<string>******************");
HashSet<string> hashSet = new HashSet<string>();
hashSet.Add("123");
hashSet.Add("689");
hashSet.Add("456");
hashSet.Add("12435");
hashSet.Add("12435");
hashSet.Add("12435");
//hashSet[0];
foreach (var item in hashSet)
{
Console.WriteLine(item);
}
Console.WriteLine(hashSet.Count);
Console.WriteLine(hashSet.Contains("12345"));
{
HashSet<string> hashSet1 = new HashSet<string>();
hashSet1.Add("123");
hashSet1.Add("689");
hashSet1.Add("789");
hashSet1.Add("12435");
hashSet1.Add("12435");
hashSet1.Add("12435");
hashSet1.SymmetricExceptWith(hashSet);//补
hashSet1.UnionWith(hashSet);//并
hashSet1.ExceptWith(hashSet);//差
hashSet1.IntersectWith(hashSet);//交
// 找出共同的好友
}
hashSet.ToList();
hashSet.Clear();
}
- SortedSet排序的集合：去重 而且排序
使用场景：统计排名--每统计一个就丢进去集合
{
//排序的集合：去重 而且排序
//统计排名--每统计一个就丢进去集合
Console.WriteLine("***************SortedSet<string>******************");
SortedSet<string> sortedSet = new SortedSet<string>();
//IComparer<T> comparer 自定义对象要排序，就用这个指定
sortedSet.Add("123");
sortedSet.Add("689");
sortedSet.Add("456");
sortedSet.Add("12435");
sortedSet.Add("12435");
sortedSet.Add("12435");
foreach (var item in sortedSet)
{
Console.WriteLine(item);
}
Console.WriteLine(sortedSet.Count);
Console.WriteLine(sortedSet.Contains("12345"));
{
SortedSet<string> sortedSet1 = new SortedSet<string>();
sortedSet1.Add("123");
sortedSet1.Add("689");
sortedSet1.Add("456");
sortedSet1.Add("12435");
sortedSet1.Add("12435");
sortedSet1.Add("12435");
sortedSet1.SymmetricExceptWith(sortedSet);//补
sortedSet1.UnionWith(sortedSet);//并
sortedSet1.ExceptWith(sortedSet);//差
sortedSet1.IntersectWith(sortedSet);//交
}
sortedSet.ToList();
sortedSet.Clear();
}
四、读取&增删都快？ 有 hash散列 字典
key-value，一段连续有限空间放value(开辟的空间比用到的多，hash是用空间换性能)，基于key散列计算得到地址索引，这样读取快；增删也快，删除时也是计算位置，增加也不影响别人；会出现2个key(散列冲突)，散列结果一致18，可以让第二次的+1；可能会造成效率的降低，尤其是数据量大的情况下，以前测试过dictionary在3w条左右性能就开始下降的厉害
- Hashtable key-value：体积可以动态增加 拿着key计算一个地址，然后放入key - value；object-装箱拆箱 如果不同的key得到相同的地址，第二个在前面地址上 + 1；查找的时候，如果地址对应数据的key不对，那就 + 1查找。。；浪费了空间，Hashtable是基于数组实现；查找个数据 一次定位； 增删 一次定位； 增删查改 都很快
{
//Hashtable key-value 体积可以动态增加 拿着key计算一个地址，然后放入key - value
//object-装箱拆箱 如果不同的key得到相同的地址，第二个在前面地址上 + 1
//查找的时候，如果地址对应数据的key不对，那就 + 1查找。。
//浪费了空间，Hashtable是基于数组实现
//查找个数据 一次定位； 增删 一次定位； 增删查改 都很快
//浪费空间，数据太多，重复定位定位，效率就下去了
Console.WriteLine("***************Hashtable******************");
Hashtable table = new Hashtable();
table.Add("123", "456");
table[234] = 456;
table[234] = 567;
table[32] = 4562;
table[1] = 456;
table["eleven"] = 456;
foreach (DictionaryEntry objDE in table)
{
Console.WriteLine(objDE.Key.ToString());
Console.WriteLine(objDE.Value.ToString());
}
//线程安全
Hashtable.Synchronized(table);//只有一个线程写 多个线程读
}
- Dictionary字典：泛型；key - value，增删查改 都很快；有序的
{
//字典：泛型；key - value，增删查改 都很快；有序的
// 字典不是线程安全 ConcurrentDictionary
Console.WriteLine("***************Dictionary******************");
Dictionary<int, string> dic = new Dictionary<int, string>();
dic.Add(1, "HaHa");
dic.Add(5, "HoHo");
dic.Add(3, "HeHe");
dic.Add(2, "HiHi");
dic.Add(4, "HuHu1");
dic[4] = "HuHu";//相同key替换原值
dic.Add(4, "HuHu");//相同key,会报错
foreach (var item in dic)
{
Console.WriteLine($"Key:{item.Key}, Value:{item.Value}");
}
}
- SortedDictionary 排序字典
{
Console.WriteLine("***************SortedDictionary******************");
SortedDictionary<int, string> dic = new SortedDictionary<int, string>();
dic.Add(1, "HaHa");
dic.Add(5, "HoHo");
dic.Add(3, "HeHe");
dic.Add(2, "HiHi");
dic.Add(4, "HuHu1");
dic[4] = "HuHu";//相同key替换原值
dic.Add(4, "HuHu");//相同key,会报错
foreach (var item in dic)
{
Console.WriteLine($"Key:{item.Key}, Value:{item.Value}");
}
}
- SortedList 排序集合
{
Console.WriteLine("***************SortedList******************");
SortedList sortedList = new SortedList();//IComparer
sortedList.Add("First", "Hello");
sortedList.Add("Second", "World");
sortedList.Add("Third", "!");
sortedList["Third"] = "~~";//相同key替换原值
sortedList.Add("Fourth", "!");
sortedList.Add("Fourth", "!");//重复的Key Add会错
sortedList["Fourth"] = "!!!";
var keyList = sortedList.GetKeyList();
var valueList = sortedList.GetValueList();
sortedList.TrimToSize();//用于最小化集合的内存开销
sortedList.Remove("Third");
sortedList.RemoveAt(0);
sortedList.Clear();
}
五、线程安全的几种数据结构
{
//ConcurrentQueue 线程安全版本的Queue
//ConcurrentStack线程安全版本的Stack
//ConcurrentBag线程安全的对象集合
//ConcurrentDictionary线程安全的Dictionary
//BlockingCollection
}
- 本文参考文档：
https://blog.csdn.net/qiaoquan3/article/details/51380992 - 微软官方文档：
- System.Collections：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.collections?view=netframework-4.8
- System.Collections.Concurrent：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.collections.concurrent?view=netframework-4.8
- System.Collections.Generic：https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.collections.generic?view=netframework-4.8
作者：德乌姆列特
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