每个.NET开发都应掌握的C#集合知识点

劉寧

上篇文章讲述了C#委托和事件知识点，本文将介绍C#集合知识点。作为.NET开发人员，C#集合是你在构建强大和高效应用程序时的关键技能之一。C#集合提供了一系列丰富的数据结构，可以帮助你更好地管理、操作和组织数据。本文将介绍一些每个.NET开发人员都应该掌握的C#集合知识点。
1、灵活的List
List.是.NET Framework 2.0跟随泛型推出的新特征，有了它之后，避免了ArryList数据类型装箱拆箱消耗的问题，它.NET中最常用的集合之一。它实现了动态数组的概念，允许你轻松地添加、删除和访问元素，而无需担心数组大小的限制。你可以使用索引来访问元素，还可以使用方法如Add、Remove和Insert来修改列表。案例如下：

1. List<string> tasks = new List<string>();//string也可以换成属性类等
2. tasks.Add("欢迎关注");
3. tasks.Add("公众号");
4. tasks.Add("公众号s");
5. tasks.Add("DOTNET开发跳槽");
6. tasks.Remove("公众号s");
7. foreach (var item in tasks)
8. {
9.       Console.Write(item);
10. }

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在try.dot.net的输出结果

2、完美的键值对Dictionary
Dictionary也是C#比较重要的集合之一。Dictionary 提供了一种用于存储键值对的高效方法。你可以根据键快速检索对应的值，如果你需要快速查找和映射数据，使用它效率杠杠的。它是构建缓存、映射和快速查找的理想选择。
案例如下：

1. Dictionary<int, Student> studentDictionary = new Dictionary<int, Student>
2. {
3.      { 1, new Student("刘婵") },
4.      { 2, new Student("关兴") },
5.      { 3, new Student("张包") }
6. };
7. Student guanxing = studentDictionary[1]; // 通过ID查找学生
8. Console.WriteLine(guanxing.Name);//输出结果：刘婵
9. //声明的记录类型
10. public record Student(string Name);

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3、避免重复的HashSet
HashSet 是一个无序、不重复的元素集合。它实现了 ICollection、IEnumerable 和 ISet 接口。HashSet 使用哈希表存储元素，因此可以快速查找元素。当你需要存储一组唯一的元素时，HashSet是个不错的选择。它确保不会有重复的值存在，这对于数据去重和集合操作非常有帮助。
案例如下：

1. HashSet<int> likedPosts = new HashSet<int>();
2. likedPosts.Add(101);
3. likedPosts.Add(102);
4. likedPosts.Add(101); // 重复元素不会被添加
6. foreach (var item in likedPosts)
7. {
8.   Console.WriteLine(item);
9. }
10. bool alreadyLiked = likedPosts.Contains(101); // 检查是否已存在

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4、万能集合操作的LINQ
LINQ(语言集成查询)是为集合而生，它是.NET中的一项强大功能，它允许你在集合中执行各种查询和操作。通过使用 LINQ，你可以轻松地进行过滤、排序、映射等操作，而无需编写繁琐的循环代码。
这里就不举例了，大家可以看我的前一篇文章：每个.NET开发都应掌握的linq知识点
5、 多线程安全的选择“并发集合”
在.NET多线程应用程序中，需要主要集合线程安全地操作。.NET提供了一系列线程安全的集合，如 ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue 和 ConcurrentStack。这些集合确保在多线程环境中操作数据时不会线程安全问题。

1. ConcurrentDictionary<int, string> onlineUsers = new ConcurrentDictionary<int, string>();
2. onlineUsers.TryAdd(1, "关注公众号");
3. onlineUsers.TryAdd(2, "DOTNET开发跳槽");
4. onlineUsers.TryAdd(3, "获取面试题");
5. string user;
6. bool found = onlineUsers.TryGetValue(2, out user); // 安全地访问数据
7. if (found)
8.      Console.WriteLine(user);
9.  //输出：DOTNET开发跳槽

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6、C#自定义集合
在C#中，你可以根据需求创建自定义集合类型，以满足特定需求并提供更好的抽象和功能。下面是一个简单的示例，展示创建一个自定义的简单集合类。

1. using System;
2. using System.Collections;
3. using System.Collections.Generic;
5. // 自定义集合类
6. public class MyCollection<T> : IEnumerable<T>
7. {
8.     private List<T> items = new List<T>();
9.     // 添加元素
10.     public void Add(T item)
11. {
12.         items.Add(item);
13.     }
14.     // 实现IEnumerable<T>接口的GetEnumerator方法
15.     public IEnumerator<T> GetEnumerator()
16.     {
17.         return items.GetEnumerator();
18.     }
19.     // 实现非泛型IEnumerable接口的GetEnumerator方法
20.     IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
21.     {
22.         return GetEnumerator();
23.     }
24. }
25. class Program
26. {
27.     static void Main(string[] args)
28. {
29.         MyCollection<string> srts = new MyCollection<string>();
30.         srts.Add("刘邦");
31.         srts.Add("项羽");
32.         srts.Add("秦二");
33.         foreach (var item in srts)
34.         {
35.             Console.WriteLine(item);
36.         }
37.     }
38. }

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在try.dot.net的输出结果

7、集合与IEnumerable
C#中IEnumerable 接口与集合有紧密的关系。它是一个定义了一组元素的序列，可以被遍历的接口。虽然 IEnumerable 自身并不是集合类型，但是它是许多集合类型的基础接口，包括数组、列表、字典等。
IEnumerable 接口定义了一个方法 GetEnumerator()，它返回一个用于遍历序列的迭代器（IEnumerator）。迭代器提供了一个方式来逐个访问序列中的元素，而不需要暴露集合的内部实现细节。
从这个角度来看，集合类型可以看作是实现了 IEnumerable 接口的类的一种特殊形式。这意味着，如果你的类实现了 IEnumerable 接口，那么你就可以使用 foreach 循环来遍历这个类的实例。
8、集合的三种类型
集合通过它们的命名空间可以分为以下三类:
1)System.Collections.Generic 类
System.Collections.Generic 命名空间中的类提供了通用的泛型集合类型。这些集合在性能和类型安全性方面通常都比非泛型的 System.Collections 类更好。
一些常见的 System.Collections.Generic 类：
List、Dictionary、HashSet
LinkedList（双向链表，适用于插入和删除操作较多的场景。）
Queue 和 Stack（队列和栈）
2)System.Collections.Concurrent 类
System.Collections.Concurrent 命名空间中的类提供了线程安全的集合，适用于多线程环境下的并发操作。这些集合在多线程应用中能够提供更好的性能和可靠性。
一些常见的 System.Collections.Concurrent 类：
ConcurrentDictionary：线程安全的键值对集合。
ConcurrentQueue：线程安全的队列，用于先进先出的数据处理。
ConcurrentStack：线程安全的栈，用于后进先出的数据处理。
3）System.Collections 类
System.Collections 命名空间中的类是 .NET Framework 中早期的集合实现，它们不是泛型的，并且性能相对较低。然而，由于历史原因和向后兼容性，它们仍然在代码中使用。
一些常见的System.Collections 类：
ArrayList、Hashtable、Queue 和 Stack
结语
以上只列出了部分C#集合的详解,C#中还有最基本的数组类型、Queue 和 Stack（队列和栈）、过时的ArryList和hashtable等、感兴趣大家可以去研究一下。C#集合是.NET开发中不可或缺的一部分，有了它们处理数据变得更加容易。通过掌握这些集合知识点，你可以更好地组织和操作数据，编写出更具可读性和性能的代码。
希望本文对你有所收获，对于C#集合的知识点，你还知道哪些？欢迎留言讨论或者吐槽本文。
参考：
1、微软官方文档 ：
learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/collections
2、chatgpt

1. 来源公众号：DotNet开发跳槽

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来源:https://www.cnblogs.com/xbhp/archive/2023/09/04/17676603.html
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