集合

用于存储和管理相关对象的组。一些集合类型（例如 System.Array、System.Span 和 System.Memory）可使用 C# 语言识别。类似 System.Collections.Generic.IEnumerable 的接口可使用枚举集合元素的语言来识别。

集合提供灵活的方式来使用对象组。可按以下特征对不同的集合进行分类：

元素访问：可以枚举每个集合以按顺序访问每个元素。某些集合可通过索引（元素在有序集合中的位置）访问元素。最常见的示例是 System.Collections.Generic.List。其他集合可按键访问元素，其中值与单个键相关联。最常见的示例是 System.Collections.Generic.Dictionary<TKey,TValue>。可根据应用访问元素的方式在这些集合类型之间进行选择。

性能配置文件：每个集合都有不同的性能配置文件，可用于添加元素、查找元素或移除元素等操作。可以根据应用中最常用的操作选取集合类型。
动态增长和收缩：大多数集合支持动态添加或移除元素。需要注意的是，Array、System.Span 和 System.Memory 不支持。

除了这些特征之外，运行时还提供专用集合，这些集合可阻止添加或移除元素，或修改集合的元素。其他专用集合为多线程应用中的并发访问提供安全性。

常用的集合类型：

集合类型表示收集数据的不同方式，例如哈希表、队列、堆栈、包、字典和列表。
所有集合都直接或间接基于 ICollection 或 ICollection 接口。 IList 和 IDictionary 及其泛型对应项均派生自这两个接口。

在基于 IList 或直接基于 ICollection 的集合中，每个元素都只包含一个值。这些类型包括：

Array

ArrayList
List
Queue
ConcurrentQueue
Stack
ConcurrentStack
LinkedList

在基于 IDictionary 接口的集合中，每个元素都只包含一个键和一个值。这些类型包括：

Hashtable

SortedList
SortedList<TKey,TValue>
Dictionary<TKey,TValue>
ConcurrentDictionary<TKey,TValue>

KeyedCollection<TKey,TItem> 类是抽象类，该类唯一的，因为它是值中嵌键的值的列表。因此，它的行为类似列表和字典。

可索引集合

可索引集合是一个可以使用其索引访问每个元素的集合。其索引是序列中在它之前的元素数。因此，按索引 0 引用的元素是第一个元素，索引 1 则是第二个元素，依此而行。这些示例使用 List 类。它是最常见的可索引集合。

以下示例会从一个泛型列表中按索引移除元素。它使用以降序进行循环访问的 for 语句，而不是 foreach 语句。 RemoveAt 方法将导致已移除元素后的元素索引值减小。

List<int> numbers = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9];

// Remove odd numbers.
for (var index = numbers.Count - 1; index >= 0; index--)
{
    if (numbers[index] % 2 == 1)
    {
        // Remove the element by specifying
        // the zero-based index in the list.
        numbers.RemoveAt(index);
    }
}

// Iterate through the list.
numbers.ForEach(
    number => Console.Write(number + " "));
// Output: 0 2 4 6 8

键/值对集合

使用 Dictionary<TKey,TValue> 类。这是最常见的字典集合。使用字典集合，可通过使用每个元素的键访问集合中的元素。每次对字典的添加都包含一个值和与其关联的键。

以下示例创建 Dictionary 集合并通过使用 foreach 语句循环访问字典。

private static void IterateThruDictionary()
{
    Dictionary<string, Element> elements = BuildDictionary();

    foreach (KeyValuePair<string, Element> kvp in elements)
    {
        Element theElement = kvp.Value;

        Console.WriteLine("key: " + kvp.Key);
        Console.WriteLine("values: " + theElement.Symbol + " " +
            theElement.Name + " " + theElement.AtomicNumber);
    }
}

public class Element
{
    public required string Symbol { get; init; }
    public required string Name { get; init; }
    public required int AtomicNumber { get; init; }
}

private static Dictionary<string, Element> BuildDictionary() =>
    new ()
    {
        {"K",
            new (){ Symbol="K", Name="Potassium", AtomicNumber=19}},
        {"Ca",
            new (){ Symbol="Ca", Name="Calcium", AtomicNumber=20}},
        {"Sc",
            new (){ Symbol="Sc", Name="Scandium", AtomicNumber=21}},
        {"Ti",
            new (){ Symbol="Ti", Name="Titanium", AtomicNumber=22}}
    };

迭代器

迭代器用于对集合执行自定义迭代。迭代器可以是一种方法，或是一个 get 访问器。迭代器使用 yield return 语句返回集合的每一个元素，每次返回一个元素。

通过使用 foreach 语句调用迭代器。 foreach 循环的每次迭代都会调用迭代器。迭代器中到达 yield return 语句时，会返回一个表达式，并保留当前在代码中的位置。下次调用迭代器时，将从该位置重新开始执行。

下面的示例使用迭代器方法。迭代器方法具有位于 for 循环中的 yield return 语句。在 ListEvenNumbers 方法中，foreach 语句体的每次迭代都会创建对迭代器方法的调用，并将继续到下一个 yield return 语句。

private static void ListEvenNumbers()
{
    foreach (int number in EvenSequence(5, 18))
    {
        Console.Write(number.ToString() + " ");
    }
    Console.WriteLine();
    // Output: 6 8 10 12 14 16 18
}

private static IEnumerable<int> EvenSequence(
    int firstNumber, int lastNumber)
{
    // Yield even numbers in the range.
    for (var number = firstNumber; number <= lastNumber; number++)
    {
        if (number % 2 == 0)
        {
            yield return number;
        }
    }
}

LINQ 和集合

可以使用语言集成查询 (LINQ) 来访问集合。 LINQ 查询提供筛选、排序和分组功能。

以下示例运行一个对泛型 List 的 LINQ 查询。 LINQ 查询返回一个包含结果的不同集合。

private static void ShowLINQ()
{
    List<Element> elements = BuildList();

    // LINQ Query.
    var subset = from theElement in elements
                 where theElement.AtomicNumber < 22
                 orderby theElement.Name
                 select theElement;

    foreach (Element theElement in subset)
    {
        Console.WriteLine(theElement.Name + " " + theElement.AtomicNumber);
    }

    // Output:
    //  Calcium 20
    //  Potassium 19
    //  Scandium 21
}

private static List<Element> BuildList() => new()
    {
        { new(){ Symbol="K", Name="Potassium", AtomicNumber=19}},
        { new(){ Symbol="Ca", Name="Calcium", AtomicNumber=20}},
        { new(){ Symbol="Sc", Name="Scandium", AtomicNumber=21}},
        { new(){ Symbol="Ti", Name="Titanium", AtomicNumber=22}}
    };

集合之间的异同之处

集合在存储、排序和比较元素以及执行搜索的方式方面有所不同。
所有集合中使用的索引都从零开始，Array 除外，它允许不从零开始的数组。
SortedList 类和 SortedList<TKey,TValue> 泛型类提供 Hashtable 类和 Dictionary<TKey,TValue> 泛型类的已排序版本。
可以通过键或元素的索引访问 SortedList 或 KeyedCollection<TKey,TItem> 的元素。只能通过元素的键访问 Hashtable 或 Dictionary<TKey,TValue> 的元素。
以下是一个Array的不从0索引开始的集合

// 创建一个不从0开始的数组
Array myArray = Array.CreateInstance(typeof(int), [3], [1]);

选择合适的集合

请务必仔细选择需要的集合类。使用错误的类型可能会限制集合的使用。
注意：请避免使用 System.Collections 命名空间中的类型。推荐使用泛型版本和并发版本的集合，因为它们的类型安全性很高，并且还经过了其他改进。

选择合适的集合可以根据以下方面考虑：

是否需要顺序列表（其中通常在检索元素值后就将该元素丢弃）？。

是否需要按索引访问每个元素？
是否每个元素都包含一个值、一个键和一个值的组合或一个键和多个值的组合？
是否需要以与输入方式不同的方式对元素进行排序？
是否需要快速搜索和信息检索？
是否需要只接受字符串的集合？

posted @ 2024-10-18 11:26 请明月阅读(13) 评论(0) 编辑收藏举报

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