了解C＃中的HashSet與示例

在C＃中引入HashSet

在.NET框架中，有幾個類可用於執行這些操作。一些課程如下：

• 列表
• 字典
• 哈希集
• 隊列

集合

在C＃編程中，像ArrayList，List這樣的集合，只需添加其中的值，而不檢查任何重復。為了避免這種重復的數據存儲，.NET提供集合名稱集。這是一個具有不同項目的集合類型。

有兩種類型的集合，SortedSet和HastSet。SortedSet按照排序順序存儲數據，也可以消除重復。

哈希集 vs SortedSet

這兩個類都存儲非重復的項目。但是，如果要執行性能，並且不關心項目是否未分類存儲，則進入HashSet。但是，如果您希望項目在插入后進行排序，但可以進行性能打擊，請選擇“排序”。

本文分為六個部分，分別如下：

第1節：HastSet的特點 
第2節：消除HashSet中的重復數據條目 
第3節：使用UnionWith（）方法修改HashSet方法 
第4節：使用ExceptWith（）方法 
修改Hashset第5節：使用SymmetricExceptWith（）方法修改Hashset 
第6節：檢查添加，刪除等操作的性能，包含HashSet和List。

讓我們開始吧

第1節：HastSet的特點

這是HashSet的一些突出特點。

• 這個類代表一組值。
• 這個類提供了高性能的操作。
• 這是一組不包含重復元素的集合，並且其中存儲的元素沒有特定的順序。
• 在.NET Framework 4.6版本中，HashSet 實現IReadOnlyCollection 界面連同ISet 接口。
• 哈希集類對其中存儲的元素數量沒有任何最大容量。隨着元素數量的增加，這種容量不斷增加。

第2節：消除C＃HashSet中的重復

步驟1：打開Visual Studio並創建名稱為CS_Using_HashSet的控制台應用程序。

步驟2：在Program.cs的Main（）方法中，添加以下代碼

using System;

using System.Collections.Generic;

 

namespace CS_Using_HashSet

{

     class Program

     {

         static void Main( string [] args)

         {

             Console.WriteLine( "Using HashSet" );

             //1. Defining String Array (Note that the string "mahesh" is repeated)

             string [] names = new string [] {

                 "mahesh" ,

                 "vikram" ,

                 "mahesh" ,

                 "mayur" ,

                 "suprotim" ,

                 "saket" ,

                 "manish"

             };

             //2. Length of Array and Printing array

             Console.WriteLine( "Length of Array " + names.Length);

             Console.WriteLine();

             Console.WriteLine( "The Data in Array" );

             foreach (var n in names)

             {

                 Console.WriteLine(n);

             }

 

             Console.WriteLine();

             //3. Defining HashSet by passing an Array of string to it

             HashSet< string > hSet = new HashSet< string >(names);

             //4. Count of Elements in HashSet

             Console.WriteLine( "Count of Data in HashSet " + hSet.Count);

             Console.WriteLine();

             //5. Printing Data in HashSet, this will eliminate duplication of "mahesh"

             Console.WriteLine( "Data in HashSet" );

             foreach (var n in hSet)

             {

                 Console.WriteLine(n);

             }    

             Console.ReadLine();

         }

     }

}

上述代碼具有以下規格（注：代碼中的注釋號與以下編號相符）

1.聲明一個名稱名稱的字符串數組，它在其中存儲名稱。該數組具有字符串“mahesh”的重復條目。

2.打印其中的數組長度和數據。

3.定義一個類型為字符串的HashSet 。該對象使用數組進行初始化，該數組自動從數組中添加HashSet中的項。

4.如第1節所述，HashSet對象不允許重復輸入，因此結果將顯示HashSet中存在的數據的計數小於數組計數。

5.在HashSet中顯示數據。

運行應用程序，並顯示以下結果：

第3節：使用UnionWith（）方法修改HashSet

UnionWith（）方法用於修改HashSet，以包含其中存在的所有元素以及與其建立聯合的其他（IEnumerable）集合中的元素。

以下代碼是UnionWith（）上的實現。

步驟1：在項目的Main（）方法中添加以下代碼。

string [] names1 = new string [] {

     "mahesh" , "sabnis" , "manish" , "sharma" , "saket" , "karnik"

};

 

string [] Names2 = new string [] {

     "suprotim" , "agarwal" , "vikram" , "pendse" , "mahesh" , "mitkari"

};

//2.

 

HashSet< string > hSetN1 = new HashSet< string >(Names1);

Console.WriteLine( "Data in First HashSet" );

foreach (var n in hSetN1)

{

     Console.WriteLine(n);

}

Console.WriteLine( "_______________________________________________________________" );

HashSet< string > hSetN2 = new HashSet< string >(names2);

Console.WriteLine( "Data in Second HashSet" );

foreach (var n in hSetN2)

{

     Console.WriteLine(n);

}

Console.WriteLine( "________________________________________________________________" );

//3.

Console.WriteLine( "Data After Union" );

hSetN1.UnionWith(hSetN2);

foreach (var n in hSetN1)

{

     Console.WriteLine(n);

}

以上代碼具有以下規格（注：以下編號與注釋相符）。

數組對象聲明Name1和Names2，其中包含字符串數據。

2.本步驟定義了兩個HashSet的對象hSetN1和hSetN2基於names1和names2分別和來自兩個HashSet的數據被打印。

此步驟在hSetN1上調用UnionWith（）方法，並將hSetN2 對象傳遞給它，並在union之后顯示hSetN1中的所有數據。

運行應用程序，將顯示以下結果：

第4節：使用ExceptWith（）方法修改哈希集

該方法用於通過刪除與其他集合中的元素匹配的所有元素來修改HashSet。

步驟1：在Main（）方法中添加以下代碼。代碼使用第3節中聲明的hSetN2，並使用names1數組聲明一個新的HashSet，該數組用於聲明hSetN1。

Console.WriteLine();

Console.WriteLine( "_________________________________" );

Console.WriteLine( "Data in HashSet before using Except With" );

Console.WriteLine( "_________________________________" );

//storing data of hSetN3 in temporary HashSet

HashSet< string > hSetN3 = new HashSet< string >(names1);

foreach (var n in hSetN3)

{

     Console.WriteLine(n);

}

Console.WriteLine();

Console.WriteLine( "_________________________________" );

Console.WriteLine( "Using Except With" );

Console.WriteLine( "_________________________________" );

hSetN3.ExceptWith(hSetN2);

foreach (var n in hSetN3)

{

     Console.WriteLine(n);

}

運行應用程序后，將顯示以下結果：

上述結果表明，當通過將hSetN2參數傳遞給hSetN2 HashSet的ExceptWith（）方法時，從hSetN3中刪除匹配的字符串“mahesh”，並顯示剩余的字符串。

 

第5節：使用 SymmetricExceptWith（）方法修改Hashset

 

此方法修改HashSet對象以包含僅存在於兩個集合之一中的那些元素，但不能同時包含兩個。

所有匹配的元素將被刪除。

步驟1：在Main（）方法中添加以下代碼。代碼useshSetN2在第3節中聲明，並使用數組names1聲明一個新的HashSet hSet4。

HashSet< string > hSetN4 = new HashSet< string >(names1);

Console.WriteLine( "_________________________________" );

Console.WriteLine( "Elements in HashSet before using SymmetricExceptWith" );

Console.WriteLine( "_________________________________" );

Console.WriteLine( "HashSet 1" );

foreach (var n in hSetN4)

{

     Console.WriteLine(n);

}

Console.WriteLine( "HashSet 2" );

foreach (var n in hSetN2)

{

     Console.WriteLine(n);

}

Console.WriteLine( "_________________________________" );

Console.WriteLine( "Using SymmetricExceptWith" );

Console.WriteLine( "_________________________________" );

hSetN4.SymmetricExceptWith(hSetN2);

foreach (var n in hSetN4)

{

     Console.WriteLine(n);

}

通過將hSetN2 HashSet傳遞給它，在HSetN4 HashSet上調用SymmetircExceptWith（）方法。這兩個HashSets都包含一個字符串名稱“mahesh”。

通過消除匹配的條目，hSetN4將與hSetN2的值合並。運行應用程序后，結果如下：

第6節：檢查HashSet vs List上的添加，刪除，包含操作的性能。

以上所有部分都介紹了HashSet的各種方法。

但是，當開發人員想要根據性能選擇最合適的集合類型作出決定時，重要的是要檢查哪些操作經常在集合上執行。

通常，添加，刪除，包含是對內存中集合執行的操作。要執行List和HashSet之間的添加，刪除和包含操作的比較，使用以下字符串數組。（注：您可以使用任何其他數據）

static string [] names = new string [] {

     "Tejas" , "Mahesh" , "Ramesh" , "Ram" , "GundaRam" , "Sabnis" , "Leena" ,

     "Neema" , "Sita" , "Tejas" , "Mahesh" , "Ramesh" , "Ram" ,

     "GundaRam" , "Sabnis" , "Leena" , "Neema" , "Sita" ,

     "Tejas" , "Mahesh" , "Ramesh" , "Ram" , "GundaRam" ,

     "Sabnis" , "Leena" , "Neema" , "Sita" , "Tejas" ,

     "Mahesh" , "Ramesh" , "Ram" , "GundaRam" , "Sabnis" ,

     "Leena" , "Neema" , "Sita" ,

     "Tejas" , "Mahesh" , "Ramesh" , "Ram" , "GundaRam" , "Sabnis" , ……            };

（字符串總數為：550）

將以下方法添加到Program.cs

static void Get_Add_Performance_HashSet_vs_List()

{

     

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "List Performance while Adding Item" );

     Console.WriteLine();

     List< string > lstNames = new List< string >();

     var s2 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         lstNames.Add(s);

     }

     s2.Stop();

 

     Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));            Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "HashSet Performance while Adding Item" );

     Console.WriteLine();

    

     HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);

     var s1 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         hStringNames.Add(s);

     }

     s1.Stop();

 

     Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));            Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine();

    

}

HashSet vs List - Add（）方法

上述方法通過從名稱數組中迭代字符串對List和HashSet執行Add（）操作。

操作的性能是通過計算秒表從類System.Diagnostics程序命名空間。

運行應用程序，並顯示以下結果：

請注意，下面的結果顯示了時間差我的機器，它可以執行樣本時，您的計算機上有所不同。

與HashSet相比，List <>花費更少的時間來添加字符串。

原因之一是List.Add（）只是將一個項目添加到列表，而HashSet.Add（）將跳過新項目（如果它等於其中一個現有項目）。與List.Add（）方法相比，這需要時間來執行HashSet.Add（）方法。

HashSet vs List - Contains（）方法

在Program.cs中添加以下方法

static void Get_Contains_Performance_HashSet_vs_List()

{

  

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "List Performance while checking Contains operation" );

     Console.WriteLine();

     List< string > lstNames = new List< string >();

     var s2 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         lstNames.Contains(s);

     }

     s2.Stop();

 

     Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));            Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "HashSet Performance while checking Contains operation" );

     Console.WriteLine();

 

     HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);

     var s1 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         hStringNames.Contains(s);

     }

     s1.Stop();

 

     Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));

     Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine();

 

}

上述方法檢查List和HashSet是否包含作為輸入參數傳遞給Contains（）方法的項。運行應用程序，結果將顯示如下圖所示

結果清楚地表明，HashSet提供了比List更快的查找元素。

這是因為HashSet中沒有重復的數據。HashSet為其中的每個項目維護哈希，並將它們排列在單獨的桶中，​​其中包含存儲在HashSet中的項目的每個字符的散列。

當查找發生時，HashSet會將其從第一個字符開始進行散列並將其跳轉到匹配的每個字符，並從HashSet中提取元素。

HashSet vs List - Remove（）方法

在Program.cs中添加以下方法

static void Get_Remove_Performance_HashSet_vs_List()

{

   

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "List Performance while performing Remove item operation" );

     Console.WriteLine();

     List< string > lstNames = new List< string >();

     var s2 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         lstNames.Remove(s);

     }

     s2.Stop();

 

     Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));            Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine( "HashSet Performance while performing Remove item operation" );

     Console.WriteLine();

 

     HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);

     var s1 = Stopwatch.StartNew();

     foreach ( string s in names)

     {

         hStringNames.Remove(s);

     }

     s1.Stop();

 

     Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString( "0.000 ms" ));            Console.WriteLine();

     Console.WriteLine( "Ends Here" );

     Console.WriteLine( "____________________________________" );

     Console.WriteLine();

 

}

上述方法使用Remove（）方法執行List和HashSet上的刪除操作。運行應用程序，結果將顯示如下圖所示：

上圖清楚地顯示了HashSet的刪除操作比List更快。“刪除”操作也與“包含”操作類似。