C#各类集合介绍

集合（Collection）类是专门用于数据存储和检索的类。这些类提供了对栈（stack）、队列（queue）、列表（list）和哈希表（hash table）的支持。大多数集合类实现了相同的接口。

平常在工作中List<T>集合是用的最多的,其次是Array(数组).今天整理一下各类形式的集合,不用就容易忘,必须要记录一下.

Array

Array:在内存上是连续分配的(可定义长度,也可不定义长度),Array中的元素类型要一样。

Array通过坐标(索引)访问，读取、修改快---增删慢

如果Array定义了长度,数据项就不能超过Array中的长度范围.

ArrayList

ArrayList：不定长度的,连续分配的

//元素没有类型限制 任何元素都当成object处理,如果是值类型会有装箱操作
ArrayList arrayList = new ArrayList();
arrayList.Add("object");//可以放string
arrayList.Add(Enumerable.Range(1,100).ToArray());//可以放Array
Func<string, int> func = m => 1;
arrayList.Add(func);//可以放Delegate

//移除数据
arrayList.RemoveAt(0);//通过索引坐标移除
arrayList.Remove("object");//匹配第一个元素值,满足就移除

List

List:也是Array，内存上都是连续摆放的;不定长;泛型，保证类型安全,避免装箱拆箱(都是统一的类型)

var list = new List<int>() { 1, 2, 3 };
list.Add(1);
list.AddRange(new List<int> { 4, 5, 6 });//批量添加
list.Any();//判断是否有数据
list.Clear();//清除所有数据
list.ForEach((m) => { });//foreach循环,参数=>viod委托
list.Skip(1).Take(2);//取索引为0之后的两条数据
//... ...

以上三种都属于Array类型,只要是Array类型都是读取快(可通过索引访问),增删慢.

LinkedList

LinkedList:双向链表 元素不连续分配，每个元素都有记录前后节点。

//在头部和尾部都标识了上一个元素和下一个元素所处位置
LinkedList<int> list = new LinkedList<int>();
list.AddLast(1);
list.AddFirst(1);
bool isBool = list.Contains(1);//判断链表中是否有1这个元素

LinkedListNode<int> list1 = list.Find(123);//找到元素123的这个节点
list.AddBefore(list1, 0);//前面增加
list.AddAfter(list1, 0);//后面增加

list.Remove(1);
list.Remove(list1);//根据节点删除
list.RemoveFirst();
list.RemoveLast();
list.Clear();

 链表不能通过元素索引访问。找元素只能遍历。增删比较快，增加或删除,只需把这个元素的前后两个元素指向的元素节点改一下。

Queue

Queue 队列,就是链表  先进先出

//用处;放任务延迟执行  A不断写入任务,B不断获取任务执行  每次拿最近的一个任务
Queue<string> queue = new Queue<string>();
queue.Enqueue("object");//添加数据
queue.Enqueue("object1");
foreach (var item in queue)
{
    Console.WriteLine(item);
}
queue.Dequeue();//获取最先进入队列的元素,获得并移除
queue.Peek();//获取但不移除

Stack

Stack:栈 也是链表, 先进后出 先产生的数据最后使用

Stack<string> stack = new Stack<string>();
stack.Push("object");//添加数据
stack.Push("object1");
stack.Pop();//获取最后进入队列的元素  获得并移除
stack.Peek();//获取不移除

C#中(线程)栈的内存释放也是一样,先实例化的对象最后释放(在栈中声明的变量,最先声明的最后GC)

 数组和链表(LinkedList、Queue、Stack)是他们内存分配的本质而区分的,元素连续分配和不连续分配.

Set类型集合

HashSet

HashSet:hash分布，元素间没关系(不用记录前后节点),动态增加.

HashSet<string> hashSet = new HashSet<string>();
hashSet.Add("object1");//添加元素
hashSet.Add("object2");
hashSet.Add("object3");
hashSet.Add("object1");//会自动去重
int count = hashSet.Count;//获得数量
hashSet.Contains("object");

HashSet<string> hashSet1 = new HashSet<string>();
hashSet1.Add("object1");
hashSet1.Add("object2");
hashSet1.Add("object4");
hashSet1.SymmetricExceptWith(hashSet);//补集:不包含hashSet1和hashSet共有的所有元素
hashSet1.UnionWith(hashSet);//并集:hashSet1和hashSet所有的元素
hashSet1.ExceptWith(hashSet);//差集:hashSet1有的元素而hashSet没有的元素
hashSet1.IntersectWith(hashSet);//交集:共同的元素
hashSet1.ToList();
hashSet1.Clear();

SortedSet

SortedSet:排序集合  去重+排序.SortedSet也可以做交差并补.

//IComparer<T>? comparer  自定义对象要排序,就用这个指定
SortedSet<string> sortedSet = new SortedSet<string>();
sortedSet.Add("object1");
sortedSet.Add("object2");
sortedSet.Add("object1");//会自动去重
int count = sortedSet.Count;
sortedSet.Contains("object1");

HashTable(key-value)类型集合

Hashtable:拿着key计算一个内存地址，然后放入key-value。长度不定,可以动态增加。放入的都是object类型,所以避免不了装箱拆箱。

 //如果不同的key得到相同的内存地址,第二个在前面的地址上+1,由此会形成数组
 //查找的时候,如果地址对应的key不对,那就+1查找//查找个数据  一次定位,增删查改都很快
 //数据太多 重复定位,效率就下去了
 Hashtable hashtable = new Hashtable();
 hashtable.Add("key", "value");
 hashtable[111] = 222;//KEY,VALUE
 foreach (DictionaryEntry item in hashtable)
 {
     Console.WriteLine(item.Key.ToString());
     Console.WriteLine(item.Value.ToString());
 }
 //线程安全
 Hashtable.Synchronized(hashtable);//只有一个线程写,多个线程读

Dictionary:相当于泛型版本的HashTable.因为数据基于泛型,减少了装箱拆箱的消耗.

Dictionary<int, string> pairs = new Dictionary<int, string>();
pairs.Add(1, "object1");
pairs[2] = "object2";
foreach (var item in pairs)
{
    Console.WriteLine(item.Key.ToString(), item.Value);
}
pairs.ContainsKey(1);//是否存在这个key
//... ...

SortedDictionary：排序字典,依据key进行排序.因为要排序,所以增删改慢,多了一个排序

SortedDictionary<int, string> pairs = new SortedDictionary<int, string>();
//根据key依次排序
pairs.Add(1, "object1");
pairs.Add(2, "object2");
pairs.Add(3, "object3");
pairs.Add(4, "object4");

SortedList: 也是key,value形式,自动排序.不能重复添加,key重复会报错

IComparer comparer 自定义对象要排序,就用这个指定

SortedList sortedList = new SortedList();
sortedList.Add("2", "1");
var keyList = sortedList.GetKeyList();
var valueList = sortedList.GetValueList();
sortedList.TrimToSize();//用于最小化集合的内存开销
sortedList.Remove("1");//根据key值移除
sortedList.RemoveAt(0);//根据索引移除
sortedList.Clear();//移除所有元素

字典集合线程不安全(非线程安全),这块内存多个线程都可以改
ConcurrentQueue 线程安全版本的Queue
ConcurrentStack 线程安全版本的Stack
ConcurrentBag (List集合是非线程安全的)ConcurrentBag线程安全版本的对象集合
ConcurrentDictionary 线程安全版本的Dictionary
BlockingCollection 线程安全集合

ArrayList和List都实现了IList接口,可以通过索引访问元素,像链表这种就不可以通过索引访问元素.

但是链表这种集合继承了ICollection类型的接口,因此可获得集合的长度(长度不定的集合都继承了ICollection接口)

IEnumerable\ICollection\IList\IQueryable
接口是标识功能的.不同的接口拆开就是为了接口隔离.实现不同的接口表明这个集合的功能不同.

任何数据集合都实现IEnumerable,IEnumerable为不同的数据结构(各种集合)提供了统一的数据访问方式(foreach)=》迭代器模式

 the end！