C#编程Collections常见集合类型

C#中的集合是用于存储和操作一组数据项的数据结构。这些集合通常位于 System.Collections 和 System.Collections.Generic 命名空间中。下面我将概述C#中几种常用的集合类型及其特点：

1. System.Collections 命名空间中的集合

这个命名空间中的集合类型不支持泛型，因此在编译时不检查类型安全性。这意味着在运行时可能会遇到类型转换错误。

• ArrayList

  • 动态数组，可以存储任意类型的对象。
  • 缺乏类型安全性。
  • 提供了 Add, Insert, Remove, Sort, Reverse 等方法。
  • 示例：

    ArrayList list = new ArrayList();
    list.Add(1);
    list.Add("two");
    

• Hashtable

  • 键值对集合，键必须是 object 类型。
  • 键必须唯一。
  • 缺乏类型安全性。
  • 提供了 Add, Remove, ContainsKey, ContainsValue 等方法。
  • 示例：

    Hashtable table = new Hashtable();
    table.Add("key", "value");
    

• Stack

  • 后进先出 (LIFO) 集合。
  • 支持 Push 和 Pop 方法。
  • 示例：

    Stack<object> stack = new Stack<object>();
    stack.Push(1);
    stack.Push("two");
    object top = stack.Pop(); // "two"
    

• Queue

  • 先进先出 (FIFO) 集合。
  • 支持 Enqueue 和 Dequeue 方法。
  • 示例：

    Queue<object> queue = new Queue<object>();
    queue.Enqueue(1);
    queue.Enqueue("two");
    object front = queue.Dequeue(); // 1
    

2. System.Collections.Generic 命名空间中的集合

这个命名空间中的集合类型支持泛型，因此可以确保类型安全性。

• List

  • 动态数组，可以存储特定类型的对象。
  • 提供了 Add, Insert, Remove, Sort, Reverse 等方法。
  • 示例：

    List<int> numbers = new List<int>();
    numbers.Add(1);
    numbers.Add(2);
    

• HashSet

  • 用于存储唯一元素的集合。
  • 提供了 Add, Remove, Contains 等方法。
  • 示例：

    var hashSet = new HashSet<string>();
    hashSet.Add("a");
    hashSet.Add("c");
    hashSet.Add("b");
    hashSet.Add("a");
    hashSet.Add("c");
    hashSet.Add("b");
    foreach (var item in hashSet)
    {
    	Console.WriteLine(item);
    }
    /*输出结果
     a
     b
     c
     */
    

• Dictionary<TKey, TValue>

  • 键值对集合，键和值都可以是特定类型。
  • 键必须唯一。
  • 提供了 Add, Remove, TryGetValue, ContainsKey 等方法。
  • 示例：

    Dictionary<string, int> scores = new Dictionary<string, int>();
    scores.Add("Alice", 90);
    scores.Add("Bob", 80);
    

• SortedDictionary<TKey, TValue>

  • 键值对集合，按照键排序。
  • 键必须唯一。
  • 提供了 Add, Remove, TryGetValue, ContainsKey 等方法。
  • 示例：

    var sortDic = new SortedDictionary<int, string>();
    sortDic.Add(10, "十");
    sortDic.Add(5, "五");
    sortDic.Add(1, "一");
    Console.WriteLine(sortDic.Keys);
    foreach (var item in sortDic)
    {
    	Console.WriteLine($"{item.Key}~{item.Value}");
    }
    /*输出结果
     1~一
     5~五
     10~十
     */
    

• Queue

  • 泛型的先进先出 (FIFO) 集合。
  • 支持 Enqueue 和 Dequeue 方法。
  • 示例：

    var queue = new Queue<int>();
    queue.Enqueue(1);
    queue.Enqueue(2);
    queue.Enqueue(3);
    foreach (var item in queue)
    {
    	Console.WriteLine(item);
    }
    Console.WriteLine($"dequeue元素：{queue.Dequeue()}");
    /*输出结果
     1
     2
     3
     dequeue元素：1
     */
    

• Stack

  • 泛型的后进先出 (LIFO) 集合。
  • 支持 Push 和 Pop 方法。
  • 示例：

    var stack = new Stack<int>();
    stack.Push(1);
    stack.Push(2);
    stack.Push(3);
    foreach (var item in stack)
    {
    	Console.WriteLine(item);
    }
    //pop元素
    Console.WriteLine($"pop元素:{stack.Pop()}");
    /*输出结果
     3
     2
     1
     pop元素：3
     */
    

• LinkedList

  • 双向链表，适合频繁插入和删除的场景。
  • 支持 AddFirst, AddLast, RemoveFirst, RemoveLast 等方法。
  • 示例：

    var linkedList = new LinkedList<string>();
    linkedList.AddLast("2");
    linkedList.AddLast("3");
    linkedList.AddLast("5");
    
    linkedList.AddFirst("1");
    linkedList.AddBefore(linkedList.Find("5"), "4");
    
    foreach (var item in linkedList)
    {
    	Console.WriteLine(item);
    }
    
    Console.WriteLine($"2前面的值:{linkedList.Find("2").Previous.Value}");
    Console.WriteLine($"2后面的值:{linkedList.Find("2").Next.Value}");
    
    /*输出结果
     1
     2
     3
     4
     5
     2前面的值:1
     2后面的值:3
     */