總結C# 集合類 Array Arraylist List Hashtable Dictionary Stack Queue
我們用的比較多的非泛型集合類主要有 ArrayList類 和 HashTable類。我們經常用HashTable 來存儲將要寫入到數據庫或者返回的信息，在這之間要不斷的進行類型的轉化，增加了系統裝箱和拆箱的負擔，如果我們操縱的數據類型相對確定的化 用Dictionary<TKey,TValue> 集合類來存儲數據就方便多了，例如我們需要在電子商務網站中存儲用戶的購物車信息(商品名，對應的商品個數)時，完全可以用 Dictionary<string, int> 來存儲購物車信息，而不需要任何的類型轉化。
1.數組是固定大小的，不能伸縮。雖然System.Array.Resize這個泛型方法可以重置數組大小，
但是該方法是重新創建新設置大小的數組，用的是舊數組的元素初始化。隨后以前的數組就廢棄！而集合卻是可變長的
2.數組要聲明元素的類型，集合類的元素類型卻是object.
3.數組可讀可寫不能聲明只讀數組。集合類可以提供ReadOnly方法以只讀方式使用集合。
4.數組要有整數下標才能訪問特定的元素，然而很多時候這樣的下標並不是很有用。集合也是數據列表卻不使用下標訪問。
很多時候集合有定制的下標類型，對於隊列和棧根本就不支持下標訪問！
1. 數組
int[] intArray1;
//初始化已聲明的一維數組
intArray1 = new int[3];
intArray1 = new int[3]{1,2,3};
intArray1 = new int[]{1,2,3};
2. ArrayList類對象被設計成為一個動態數組類型，其容量會隨着需要而適當的擴充
方法
1：Add()向數組中添加一個元素，
2：Remove()刪除數組中的一個元素
3：RemoveAt(int i)刪除數組中索引值為i的元素
4：Reverse()反轉數組的元素
5：Sort()以從小到大的順序排列數組的元素
6：Clone()復制一個數組
System.Collections 命名空間包含接口和類，這些接口和類定義各種對象（如列表、隊列、位數組、哈希表和字典）的集合。
System.Collections.Generic 命名空間包含定義泛型集合的接口和類，泛型集合允許用戶創建強類型集合，它能提供比非泛型強類型集合更好的類型安全性和性能。
System.Collections.Specialized 命名空間包含專用的和強類型的集合，例如，鏈接的列表詞典、位向量以及只包含字符串的集合。
ArrayList 類：使用大小可按需動態增加的數組。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Collections;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ArrayList al = new ArrayList();
al.Add(100);//單個添加
foreach (int number in new int[6] { 9, 3, 7, 2, 4, 8 })
{
al.Add(number);//集體添加方法一
}
int[] number2 = new int[2] { 11, 12 };
al.AddRange(number2);//集體添加方法二
al.Remove(3);//移除值為3的
al.RemoveAt(3);//移除第3個
ArrayList al2 = new ArrayList(al.GetRange(1, 3));//新ArrayList只取舊ArrayList一部份
Console.WriteLine("遍歷方法一:");
foreach (int i in al)//不要強制轉換
{
Console.WriteLine(i);//遍歷方法一
}
Console.WriteLine("遍歷方法二:");
for (int i = 0; i < al2.Count; i++)//數組是length
{
int number = (int)al2[i];//一定要強制轉換
Console.WriteLine(number);//遍歷方法二
}
}
}
}
3. List
可通過索引訪問的對象的強類型列表。提供用於對列表進行搜索、排序和操作的方法,在決定使用 List 還是使用 ArrayList 類（兩者具有類似的功能）時，記住 List 類在大多數情況下執行得更好並且是類型安全的。如果對 List 類的類型 T 使用引用類型，則兩個類的行為是完全相同的。但是，如果對類型 T 使用值類型，則需要考慮實現和裝箱問題。
如果對類型 T 使用值類型，則編譯器將特別針對該值類型生成 List 類的實現。這意味着不必對 List 對象的列表元素進行裝箱就可以使用該元素，並且在創建大約 500 個列表元素之后，不對列表元素裝箱所節省的內存將大於生成該類實現所使用的內存。
//聲明一個List對象，只加入string參數
List<string> names = new List<string>();
names.Add("喬峰");
names.Add("歐陽峰");
names.Add("馬蜂");
//遍歷List
foreach (string name in names)
{
Console.WriteLine(name);
}
//向List中插入元素
names.Insert(2, "張三峰");
//移除指定元素
names.Remove("馬蜂");
4. Dictionary
泛型最常見的用途是泛型集合，命名空間System.Collections.Generic 中包含了一些基於泛型的集合類，使用泛型集合類可以提供更高的類型安全性，還有更高的性能，避免了非泛型集合的重復的裝箱和拆箱。
很多非泛型集合類都有對應的泛型集合類，下面是常用的非泛型集合類以及對應的泛型集合類：
| 非泛型集合類 |
泛型集合類 |
| ArrayList |
List<T> |
| HashTable |
DIctionary<T> |
| Queue |
Queue<T> |
| Stack |
Stack<T> |
| SortedList |
SortedList<T> |
我們用的比較多的非泛型集合類主要有 ArrayList類 和 HashTable類。我們經常用HashTable 來存儲將要寫入到數據庫或者返回的信息，在這之間要不斷的進行類型的轉化，增加了系統裝箱和拆箱的負擔，如果我們操縱的數據類型相對確定的化 用 Dictionary<TKey,TValue> 集合類來存儲數據就方便多了，例如我們需要在電子商務網站中存儲用戶的購物車信息( 商品名，對應的商品個數)時，完全可以用 Dictionary<string, int> 來存儲購物車信息，而不需要任何的類型轉化。
下面是簡單的例子，包括聲明，填充鍵值對，移除鍵值對，遍歷鍵值對
Dictionary<string, string> myDic = new Dictionary<string, string>();
myDic.Add("aaa", "111");
myDic.Add("bbb", "222");
myDic.Add("ccc", "333");
myDic.Add("ddd", "444");
//如果添加已經存在的鍵，add方法會拋出異常
try
{
myDic.Add("ddd","ddd");
}
catch (ArgumentException ex)
{
Console.WriteLine("此鍵已經存在：" + ex.Message)；
}
//解決add()異常的方法是用ContainsKey()方法來判斷鍵是否存在
if (!myDic.ContainsKey("ddd"))
{
myDic.Add("ddd", "ddd");
}
else
{
Console.WriteLine("此鍵已經存在：");
}
//而使用索引器來負值時，如果建已經存在，就會修改已有的鍵的鍵值，而不會拋出異常
myDic ["ddd"]="ddd";
myDic["eee"] = "555";
//使用索引器來取值時，如果鍵不存在就會引發異常
try
{
Console.WriteLine("不存在的鍵\"fff\"的鍵值為：" + myDic["fff"]);
}
catch (KeyNotFoundException ex)
{
Console.WriteLine("沒有找到鍵引發異常：" + ex.Message);
}
//解決上面的異常的方法是使用ContarnsKey() 來判斷時候存在鍵，如果經常要取健值得化最好用 TryGetValue方法來獲取集合中的對應鍵值
string value = "";
if (myDic.TryGetValue("fff", out value))
{
Console.WriteLine("不存在的鍵\"fff\"的鍵值為：" + value );
}
else
{
Console.WriteLine("沒有找到對應鍵的鍵值");
}
//下面用foreach 來遍歷鍵值對
//泛型結構體 用來存儲健值對
foreach (KeyValuePair<string, string> kvp in myDic)
{
Console.WriteLine("key={0},value={1}", kvp.Key, kvp.Value);
}
//獲取值得集合
foreach (string s in myDic.Values)
{
Console.WriteLine("value={0}", s);
}
//獲取值得另一種方式
Dictionary<string, string>.ValueCollection values = myDic.Values;
foreach (string s in values)
{
Console.WriteLine("value={0}", s);
}
常用的屬性和方法如下：
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常用屬性 |
屬性說明 |
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獲取用於確定字典中的鍵是否相等的 IEqualityComparer。 |
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獲取包含在 Dictionary 中的鍵/值對的數目。 |
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獲取或設置與指定的鍵相關聯的值。 |
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獲取包含 Dictionary 中的鍵的集合。 |
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獲取包含 Dictionary 中的值的集合。 |
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常用的方法 |
方法說明 |
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將指定的鍵和值添加到字典中。 |
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從 Dictionary 中移除所有的鍵和值。 |
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| 確定 Dictionary 是否包含指定的鍵。 |
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確定 Dictionary 是否包含特定值。 |
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返回循環訪問 Dictionary 的枚舉數。 |
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用作特定類型的哈希函數。GetHashCode 適合在哈希算法和數據結構（如哈希表）中使用。 （從 Object 繼承。） |
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實現 System.Runtime.Serialization.ISerializable 接口，並返回序列化 Dictionary 實例所需的數據。 |
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實現 System.Runtime.Serialization.ISerializable 接口，並在完成反序列化之后引發反序列化事件。 |
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確定指定的 Object 實例是否是相同的實例。 （從 Object 繼承。） |
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從 Dictionary 中移除所指定的鍵的值。 |
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獲取與指定的鍵相關聯的值。 |
6.Hashtable類
一、哈希表(Hashtable)簡述
在.NET Framework中，Hashtable是System.Collections命名空間提供的一個容器，用於處理和表現類似key/value的鍵值對，其中key通常可用來快速查找，同時key是區分大小寫；value用於存儲對應於key的值。Hashtable中key/value鍵值對均為object類型，所以Hashtable可以支持任何類型的key/value鍵值對.
二、哈希表的簡單操作
在哈希表中添加一個key/value鍵值對：HashtableObject.Add(key,value);
在哈希表中去除某個key/value鍵值對：HashtableObject.Remove(key);
從哈希表中移除所有元素： HashtableObject.Clear();
判斷哈希表是否包含特定鍵key： HashtableObject.Contains(key);
下面控制台程序將包含以上所有操作：
using System;
using System.Collections; //使用Hashtable時，必須引入這個命名空間
class hashtable
{
public static void Main()
{
Hashtable ht=new Hashtable(); //創建一個Hashtable實例
ht.Add("E","e");//添加key/value鍵值對
ht.Add("A","a");
ht.Add("C","c");
ht.Add("B","b");
string s=(string)ht["A"];
if(ht.Contains("E")) //判斷哈希表是否包含特定鍵,其返回值為true或false
Console.WriteLine("the E key:exist");
ht.Remove("C");//移除一個key/value鍵值對
Console.WriteLine(ht["A"]);//此處輸出a
ht.Clear();//移除所有元素
Console.WriteLine(ht["A"]); //此處將不會有任何輸出
}
}
三、遍歷哈希表
遍歷哈希表需要用到DictionaryEntry Object，代碼如下：
for(DictionaryEntry de in ht) //ht為一個Hashtable實例
{
Console.WriteLine(de.Key);//de.Key對應於key/value鍵值對key
Console.WriteLine(de.Value);//de.Key對應於key/value鍵值對value
}
四、對哈希表進行排序
對哈希表進行排序在這里的定義是對key/value鍵值對中的key按一定規則重新排列，但是實際上這個定義是不能實現的，因為我們無法直接在Hashtable進行對key進行重新排列，如果需要Hashtable提供某種規則的輸出，可以采用一種變通的做法：
ArrayList akeys=new ArrayList(ht.Keys); //別忘了導入System.Collections
akeys.Sort(); //按字母順序進行排序
foreach(string skey in akeys)
{
Console.Write(skey + ":");
Console.WriteLine(ht[skey]);//排序后輸出
}
哈希表，名-值對。類似於字典(比數組更強大)。哈希表是經過優化的，訪問下標的對象先散列過。如果以任意類型鍵值訪問其中元素會快於其他集合。
GetHashCode()方法返回一個int型數據，使用這個鍵的值生成該int型數據。哈希表獲取這個值最后返回一個索引，表示帶有給定散列的數據項在字典中存儲的位置。
Hashtable 和 Dictionary <K, V> 類型
1：單線程程序中推薦使用 Dictionary, 有泛型優勢, 且讀取速度較快, 容量利用更充分.
2：多線程程序中推薦使用 Hashtable, 默認的 Hashtable 允許單線程寫入, 多線程讀取, 對 Hashtable 進一步調用 Synchronized() 方法可以獲得完全線程安全的類型. 而 Dictionary 非線程安全, 必須人為使用 lock 語句進行保護, 效率大減.
3：Dictionary 有按插入順序排列數據的特性 (注: 但當調用 Remove() 刪除過節點后順序被打亂), 因此在需要體現順序的情境中使用 Dictionary 能獲得一定方便.
HashTable中的key/value均為object類型，由包含集合元素的存儲桶組成。存儲桶是 HashTable中各元素的虛擬子組，與大多數集合中進行的搜索和檢索相比，存儲桶可令搜索和檢索更為便捷。每一存儲桶都與一個哈希代碼關聯，該哈希代碼是使用哈希函數生成的並基於該元素的鍵。HashTable的優點就在於其索引的方式，速度非常快。如果以任意類型鍵值訪問其中元素會快於其他集合，特別是當數據量特別大的時候，效率差別尤其大。
HashTable的應用場合有：做對象緩存，樹遞歸算法的替代，和各種需提升效率的場合。
//Hashtable sample
System.Collections.Hashtable ht = new System.Collections.Hashtable();
//--Be careful: Keys can't be duplicated, and can't be null----
ht.Add(1, "apple");
ht.Add(2, "banana");
ht.Add(3, "orange");
//Modify item value:
if(ht.ContainsKey(1))
ht[1] = "appleBad";
//The following code will return null oValue, no exception
object oValue = ht[5];
//traversal 1:
foreach (DictionaryEntry de in ht)
{
Console.WriteLine(de.Key);
Console.WriteLine(de.Value);
}
//traversal 2:
System.Collections.IDictionaryEnumerator d = ht.GetEnumerator();
while (d.MoveNext())
{
Console.WriteLine("key：{0} value：{1}", d.Entry.Key, d.Entry.Value);
}
//Clear items
ht.Clear();
Dictionary和HashTable內部實現差不多，但前者無需裝箱拆箱操作，效率略高一點。
//Dictionary sample
System.Collections.Generic.Dictionary<int, string> fruits = new System.Collections.Generic.Dictionary<int, string>();
fruits.Add(1, "apple");
fruits.Add(2, "banana");
fruits.Add(3, "orange");
foreach (int i in fruits.Keys)
{
Console.WriteLine("key：{0} value：{1}", i, fruits); }
if (fruits.ContainsKey(1))
{
Console.WriteLine("contain this key.");
}
HashTable是經過優化的，訪問下標的對象先散列過，所以內部是無序散列的，保證了高效率，也就是說，其輸出不是按照開始加入的順序，而Dictionary遍歷輸出的順序，就是加入的順序，這點與Hashtable不同。如果一定要排序HashTable輸出，只能自己實現：
//Hashtable sorting
System.Collections.ArrayList akeys = new System.Collections.ArrayList(ht.Keys); //from Hashtable
akeys.Sort(); //Sort by leading letter
foreach (string skey in akeys)
{
Console.Write(skey + ":");
Console.WriteLine(ht[skey]);
}
HashTable與線程安全：
為了保證在多線程的情況下的線程同步訪問安全，微軟提供了自動線程同步的HashTable:
如果 HashTable要允許並發讀但只能一個線程寫, 要這么創建 HashTable實例:
//Thread safe HashTable
System.Collections.Hashtable htSyn = System.Collections.Hashtable.Synchronized(new System.Collections.Hashtable());
這樣, 如果有多個線程並發的企圖寫HashTable里面的 item, 則同一時刻只能有一個線程寫, 其余阻塞; 對讀的線程則不受影響。
另外一種方法就是使用lock語句，但要lock的不是HashTable，而是其SyncRoot；雖然不推薦這種方法，但效果一樣的，因為源代碼就是這樣實現的:
//Thread safe
private static System.Collections.Hashtable htCache = new System.Collections.Hashtable ();
public static void AccessCache ()
{
lock ( htCache.SyncRoot )
{
htCache.Add ( "key", "value" );
//Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection
//Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked
//--by MSDN
}
}
//Is equivalent to 等同於 (lock is equivalent to Monitor.Enter and Exit()
public static void AccessCache ()
{
System.Threading.Monitor.Enter ( htCache.SyncRoot );
try
{
/* critical section */
htCache.Add ( "key", "value" );
//Be careful: don't use foreach to operation on the whole collection
//Otherwise the collection won't be locked correctly even though indicated locked
//--by MSDN
}
finally
{
System.Threading.Monitor.Exit ( htCache.SyncRoot );
}
}
7. Stack類
Stack：棧，表示對象的簡單的后進先出非泛型集合。Push方法入棧，Pop方法出棧。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Collections;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Stack sk = new Stack();
Stack sk2 = new Stack();
foreach (int i in new int[4] { 1, 2, 3, 4 })
{
sk.Push(i);//入棧
sk2.Push(i);
}
foreach (int i in sk)
{
Console.WriteLine(i);//遍歷
}
sk.Pop();//出棧
Console.WriteLine("Pop");
foreach (int i in sk)
{
Console.WriteLine(i);
}
sk2.Peek();//彈出最后一項不刪除
Console.WriteLine("Peek");
foreach (int i in sk2)
{
Console.WriteLine(i);
}
}
}
}
8.Queue類
隊列，先進先出。enqueue方法入隊列，dequeue方法出隊列。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Collections;
namespace ConsoleApplication1
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Queue qu = new Queue();
Queue qu2 = new Queue();
foreach (int i in new int[4] { 1, 2, 3, 4 })
{
qu.Enqueue(i);//入隊
qu2.Enqueue(i);
}
foreach (int i in qu)
{
Console.WriteLine(i);//遍歷
}
qu.Dequeue();//出隊
Console.WriteLine("Dequeue");
foreach (int i in qu)
{
Console.WriteLine(i);
}
qu2.Peek();//返回位於 Queue 開始處的對象但不將其移除。
Console.WriteLine("Peek");
foreach (int i in qu2)
{
Console.WriteLine(i);
}
}
}
}