哈希表--HashSet

.Net3.5之后出現了HashSet<T>，硬翻譯過來就是“哈希集合”，跟“哈希”兩字掛鈎說明這種集合的內部實現用到了哈希算法，用Reflector工具就可以發現，HashSet<T>和Dictionary<TKey,TValue>使用了相同的存儲方式和哈希沖突算法，那么，它跟Dictionary<TKey,TValue>和Hashtable在使用上到底有什么不同？

HashSet<T>對集合運算的操作

HashSet<T>是一個Set集合，雖然List、Collection也叫集合，但Set集合和它們卻大有不同。

HashSet<T>提供了和“Set集合運算”相關的方法，如：

IntersectWith (IEnumerable<T> other) （交集）

public void IntersectWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.IntersectWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：2,3
        }

UnionWith (IEnumerable<T> other) （並集）

public void UnionWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.UnionWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：1,2,3,4
        }

ExceptWith (IEnumerable<T> other) （排除）

public void ExceptWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.ExceptWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：1
        }

這些對集合的操作是List<T>、Hashtable和Dictionary<TKey,TValue>所缺少的，但是伴隨着Linq和擴展方法的出現，.net 3.5為泛型集合提供了一系列的擴展方法，使得所有的泛型集合具備了set集合操作的能力。

例如與HashSet的IntersectWith 方法對應的擴展方法是IEnumerable<T> 的Intersect，兩者的區別是：

HashSet<T>.IntersectWith 是對當前集合進行修改，沒有返回值；

IEnumerable<T>.Intersect並不修改原集合，而是返回了一個新的集合。

實例代碼如下：

public void IntersectTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            IEnumerable<int> set3=set1.Intersect(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            foreach (var item in set3)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：o
            //set1 : 1,2,3
            //set3 : 2,3
        }

IEnumerable<T> 其他的擴展方法也是一樣，都是不改變調用方法的數組，而是產生並返回新的IEnumerable<T>接口類型的數組，當然你可以通過ToArray,ToList,ToDictionary將返回值轉換成你想要的集合類型。

至於如何使用這兩種集合操作方式，要取決於你的習慣和業務需求。

HashSet<T>的特點

在3.5之前，想用哈希表來提高集合的查詢效率，只有Hashtable和Dictionary<TKey,TValue>兩種選擇，而這兩種都是鍵-值方式的存儲。但有些時候，我們只需要其中一個值，例如一個Email集合，如果用泛型哈希表來存儲，往往要在Key和Value各保存一次，不可避免的要造成內存浪費。而HashSet<T>只保存一個值，更加適合處理這種情況。

此外，HashSet<T>的Add方法返回bool值，在添加數據時，如果發現集合中已經存在，則忽略這次操作，並返回false值。而Hashtable和Dictionary<TKey,TValue>碰到重復添加的情況會直接拋出錯誤。

從使用上來看，HashSet<T>和線性集合List<T>更相似一些，但前者的查詢效率有着極大的優勢。假如，用戶注冊時輸入郵箱要檢查唯一性，而當前已注冊的郵箱數量達到10萬條，如果使用List<T>進行查詢，需要遍歷一次列表，時間復雜度為O（n），而使用HashSet<T>則不需要遍歷，通過哈希算法直接得到列表中是否已存在，時間復雜度為O（1），這是哈希表的查詢優勢，在上一篇中已提到。

HashSet<T>的不能做的事情

HashSet<T>是Set集合，它只實現了ICollection接口，在單獨元素訪問上，有很大的限制：

跟List<T>相比，不能使用下標來訪問元素，如：list[1] 。

跟Dictionary<TKey,TValue>相比，不能通過鍵值來訪問元素，例如：dic[key]，因為HashSet<T>每條數據只保存一項，並不采用Key-Value的方式，換句話說，HashSet<T>中的Key就是Value，假如已經知道了Key，也沒必要再查詢去獲取Value，需要做的只是檢查值是否已存在。

所以剩下的僅僅是開頭提到的集合操作，這是它的缺點，也是特點。

總結

綜上可知，HashSet<T>是一個Set集合，查詢上有較大優勢，但無法通過下標方式來訪問單個元素，這點會讓用慣了List<T>的人（我就是），用起來很不順手。

HashSet<T>有別於其他哈希表，具有很多集合操作的方法，但優勢並不明顯，因為.net 3.5之后擴展方法賦予了泛型集合進行集合操作的能力，但擴展方法的集合操作往往返回新的集合，在使用習慣上，我個人更偏愛HashSet<T>的操作方式。