C# 集合类Array Arraylist
1.数组是固定大小的,不能伸缩。虽然System.Array.Resize这个泛型方法可以重置数组大小,
但是该方法是重新创建新设置大小的数组,用的是旧数组的元素初始化。随后以前的数组就废弃!而集合却是可变长的
2.数组要声明元素的类型,集合类的元素类型却是object.
3.数组可读可写不能声明只读数组。集合类可以提供ReadOnly方法以只读方式使用集合。
4.数组要有整数下标才能访问特定的元素,然而很多时候这样的下标并不是很有用。集合也是数据列表却不使用下标访问。
很多时候集合有定制的下标类型,对于队列和栈根本就不支持下标访问!
我简单的说一下:
数组:固定长度的一段内存。
ArrayList:可以理解为可以动态增加内存的数组,是一种链表。
list是一种范型链表,解决了ArrayList对于值类型需要装箱拆箱的缺点。
[] 是针对特定类型、固定长度的。
Array 是针对任意类型、固定长度的。
List 是针对特定类型、任意长度的。
ArrayList 是针对任意类型、任意长度的。
//数组
int[] intArray1;
//初始化已声明的一维数组
intArray1 = new int[3];
intArray1 = new int[3]{1,2,3};
intArray1 = new int[]{1,2,3};
//ArrayList类对象被设计成为一个动态数组类型,其容量会随着需要而适当的扩充
方法
1:Add()向数组中添加一个元素,
2:Remove()删除数组中的一个元素
3:RemoveAt(int i)删除数组中索引值为i的元素
4:Reverse()反转数组的元素
5:Sort()以从小到大的顺序排列数组的元素
6:Clone()复制一个数组
//List
可通过索引访问的对象的强类型列表。提供用于对列表进行搜索、排序和操作的方法
在决定使用 List 还是使用 ArrayList 类(两者具有类似的功能)时,记住 List 类在大多数情况下执行得更好并且是类型安全的。如果对 List 类的类型 T 使用引用类型,则
两个类的行为是完全相同的。但是,如果对类型 T 使用值类型,则需要考虑实现和装箱问题。
如果对类型 T 使用值类型,则编译器将特别针对该值类型生成 List 类的实现。这意味着不必对 List 对象的列表元素进行装箱就可以使用该元素,并且在创建大约 500 个列表
元素之后,不对列表元素装箱所节省的内存将大于生成该类实现所使用的内存。
//Dictionary
表示键和值的集合。Dictionary遍历输出的顺序,就是加入的顺序,这点与Hashtable不同
//SortedList类
与哈希表类似,区别在于SortedList中的Key数组排好序的
//Hashtable类
哈希表,名-值对。类似于字典(比数组更强大)。哈希表是经过优化的,访问下标的对象先散列过。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合。
GetHashCode()方法返回一个int型数据,使用这个键的值生成该int型数据。哈希表获取这个值最后返回一个索引,表示带有给定散列的数据项在字典中存储的位置。
//Stack类
栈,后进先出。push方法入栈,pop方法出栈。
Queue类
队列,先进先出。enqueue方法入队列,dequeue方法出队列。
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//Dictionary
System.Collections.DictionaryEntry dic=new System.Collections.DictionaryEntry("key1","value1");
Dictionary<int, string> fruit = new Dictionary<int, string>();
//加入重复键会引发异常
fruit.Add(1, "苹果");
fruit.Add(2, "桔子");
fruit.Add(3, "香蕉");
fruit.Add(4, "菠萝");
//因为引入了泛型,所以键取出后不需要进行Object到int的转换,值的集合也一样
foreach (int i in fruit.Keys)
{
Console.WriteLine("键是:{0} 值是:{1}",i,fruit);
}
//删除指定键,值
fruit.Remove(1);
//判断是否包含指定键
if (fruit.ContainsKey(1))
{
Console.WriteLine("包含此键");
}
//清除集合中所有对象
fruit.Clear();
}
//ArrayList
System.Collections.ArrayList list=new System.Collections.ArrayList();
list.Add(1);
list.Add(2);
for(int i=0;i<list.Count;i++)
{
System.Console.WriteLine(list[i]);
}
//List
//声明一个List对象,只加入string参数
List<string> names = new List<string>();
names.Add("乔峰");
names.Add("欧阳峰");
names.Add("马蜂");
//遍历List
foreach (string name in names)
{
Console.WriteLine(name);
}
//向List中插入元素
names.Insert(2, "张三峰");
//移除指定元素
names.Remove("马蜂");
//HashTable
System.Collections.Hashtable table=new System.Collections.Hashtable();
table.Add("table1",1);
table.Add("table2",2);
System.Collections.IDictionaryEnumerator d=table.GetEnumerator();
while(d.MoveNext())
{
System.Console.WriteLine(d.Entry.Key);
}
//Queue
System.Collections.Queue queue=new System.Collections.Queue();
queue.Enqueue(1);
queue.Enqueue(2);
System.Console.WriteLine(queue.Peek());
while(queue.Count>0)
{
System.Console.WriteLine(queue.Dequeue());
}
//SortedList
System.Collections.SortedList list=new System.Collections.SortedList();
list.Add("key2",2);
list.Add("key1",1);
for(int i=0;i<list.Count;i++)
{
System.Console.WriteLine(list.GetKey(i));
}
//Stack
System.Collections.Stack stack=new System.Collections.Stack();
stack.Push(1);
stack.Push(2);
System.Console.WriteLine(stack.Peek());
while(stack.Count>0)
{
System.Console.WriteLine(stack.Pop());
}
Hashtable 和 Dictionary <K, V> 类型
1:单线程程序中推荐使用 Dictionary, 有泛型优势, 且读取速度较快, 容量利用更充分.
2:多线程程序中推荐使用 Hashtable, 默认的 Hashtable 允许单线程写入, 多线程读取, 对 Hashtable 进一步调用 Synchronized() 方法可以获得完全线程安全的类型. 而 Dictionary 非线程安全, 必须人为使用 lock 语句进行保护, 效率大减.
3:Dictionary 有按插入顺序排列数据的特性 (注: 但当调用 Remove() 删除过节点后顺序被打乱), 因此在需要体现顺序的情境中使用 Dictionary 能获得一定方便.
HashTable中的key/value均为object类型,由包含集合元素的存储桶组成。存储桶是 HashTable中各元素的虚拟子组,与大多数集合中进行的搜索和检索相比,存储桶可令搜索和检索更为便捷。每一存储桶都与一个哈希代码关联,该哈希代码是使用哈希函数生成的并基于该元素的键。HashTable的优点就在于其索引的方式,速度非常快。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合,特别是当数据量特别大的时候,效率差别尤其大。
HashTable的应用场合有:做对象缓存,树递归算法的替代,和各种需提升效率的场合
Dictionary和HashTable内部实现差不多,但前者无需装箱拆箱操作,效率略高一点。
HashTable是经过优化的,访问下标的对象先散列过,所以内部是无序散列的,保证了高效率,也就是说,其输出不是按照开始加入的顺序,而 Dictionary遍历输出的顺序,就是加入的顺序,这点与Hashtable不同。如果一定要排序HashTable输出,只能自己实现:
HashTable与线程安全:
为了保证在多线程的情况下的线程同步访问安全,微软提供了自动线程同步的HashTable:
如果 HashTable要允许并发读但只能一个线程写, 要这么创建 HashTable实例:
//Thread safe HashTable
System.Collections.Hashtable htSyn = System.Collections.Hashtable.Synchronized(new System.Collections.Hashtable());
这样, 如果有多个线程并发的企图写HashTable里面的 item, 则同一时刻只能有一个线程写, 其余阻塞; 对读的线程则不受影响。
另外一种方法就是使用lock语句,但要lock的不是HashTable,而是其SyncRoot;虽然不推荐这种方法,但效果一样的,因为源代码就是这样实现的:
//Thread safe
private static System.Collections.Hashtable htCache = new System.Collections.Hashtable ();
public static void AccessCache ()
{
lock ( htCache.SyncRoot )
{
htCache.Add ( "key", "value" );
//Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection
//Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked
//--by MSDN
}
}
//Is equivalent to 等同于 (lock is equivalent to Monitor.Enter and Exit()
public static void AccessCache ()
{
System.Threading.Monitor.Enter ( htCache.SyncRoot );
try
{
/* critical section */
htCache.Add ( "key", "value" );
//Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection
//Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked
//--by MSDN
}
finally
{
System.Threading.Monitor.Exit ( htCache.SyncRoot );
}
}
List和Map都是接口不能实例化的
以前这么写List list = new Vector();
现在这么写List list = new ArrayList();
用ArrayList 代替了Vector 因为前者的性能比后者好;
但是两个都是实现了List借口的
同理Map map = new HashTable();(以前)
Map map = new HashMap();(现在)
(二)
ArrayList和HashMap是异步的,Vector和HashTable是同步的,所以Vector和HashTable是线程安全的,而 ArrayList和HashMap并不是线程安全的。因为同步需要花费机器时间,所以Vector和HashTable的执行效率要低于 ArrayList和HashMap。
Collection
├List
│├LinkedList
│├ArrayList
│└Vector
│ └Stack
└Set
Map
├Hashtable
├HashMap
└WeakHashMap
List接口
List是有序的Collection,使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引(元素在List中的位置,类似于数组下标)来访问List中的元素,这类似于Java的数组。
和下面要提到的Set不同,List允许有相同的元素。
除了具有Collection接口必备的iterator()方法外,List还提供一个listIterator()方法,返回一个 ListIterator接口,和标准的Iterator接口相比,ListIterator多了一些add()之类的方法,允许添加,删除,设定元素,还能向前或向后遍历。
实现List接口的常用类有LinkedList,ArrayList,Vector和Stack。
ArrayList类
ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素,包括null。ArrayList没有同步。
size,isEmpty,get,set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数,添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。
每个ArrayList实例都有一个容量(Capacity),即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加,但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时,在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。
和LinkedList一样,ArrayList也是非同步的(unsynchronized)。
Map接口
请注意,Map没有继承Collection接口,Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key,每个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图,Map的内容可以被当作一组key集合,一组value集合,或者一组key-value映射。
HashMap类
HashMap和Hashtable类似,不同之处在于HashMap是非同步的,并且允许null,即null value和null key。,但是将HashMap视为Collection时(values()方法可返回Collection),其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此,如果迭代操作的性能相当重要的话,不要将HashMap的初始化容量设得过高,或者load factor过低。
(三)
1.List是接口,List特性就是有序,会确保以一定的顺序保存元素.
ArrayList是它的实现类,是一个用数组实现的List.
Map是接口,Map特性就是根据一个对象查找对象.
HashMap是它的实现类,HashMap用hash表实现的Map,就是利用对象的hashcode(hashcode()是Object的方法)进行快速散列查找.(关于散列查找,可以参看<<数据结构>>)
2.
一般情况下,如果没有必要,推荐代码只同List,Map接口打交道.
比如:List list = new ArrayList();
这样做的原因是list就相当于是一个泛型的实现,如果想改变list的类型,只需要:
List list = new LinkedList();//LinkedList也是List的实现类,也是ArrayList的兄弟类
这样,就不需要修改其它代码,这就是接口编程的优雅之处.
另外的例子就是,在类的方法中,如下声明:
private void doMyAction(List list){}
这样这个方法能处理所有实现了List接口的类,一定程度上实现了泛型函数.
3.
如果开发的时候觉得ArrayList,HashMap的性能不能满足你的需要,可以通过实现List,Map(或者Collection)来定制你的自定义类.