第三節：深度剖析各類數據結構(Array、List、Queue、Stack)及線程安全問題和yeild關鍵字

一. 各類數據結構比較及其線程安全問題

1. Array(數組)：

　　分配在連續內存中,不能隨意擴展，數組中數值類型必須是一致的。數組的聲明有兩種形式：直接定義長度，然后賦值；直接賦值。

　　缺點：插入數據慢。

　　優點：性能高，數據再多性能也沒有影響

　　特別注意：Array不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行，如果不想使用鎖，可以用ConcurrentStack這個線程安全的數組來替代Array。

 {
                Console.WriteLine("---------------------------01 Array(數組)-----------------------------------");
                //模式一：聲明數組並指定長度
                int[] array = new int[3];
                //數組的賦值通過下標來賦值
                for (int i = 0; i < array.Length; i++)
                {
                    array[i] = i + 10;
                }
                //數組的修改通過下標來修改
                array[2] = 100;
                //輸出
                for (int j = 0; j < array.Length; j++)
                {
                    Console.WriteLine(array[j]);
                }

                //模式二：直接賦值
                string[] array2 = new string[] { "二胖", "二狗" };
}

2. ArrayList(可變長度的數組)

　　不必在聲明的時候指定長度,即長度可變；可以存放不同的類型的元素。

　　致命缺點：無論什么類型存到ArrayList中都變為object類型，使用的時候又被還原成原先的類型，所以它是類型不安全的，當值類型存入的時候，會發生裝箱操作，變為object引用類型，而使用的時候，又將object類型拆箱，變為原先的值類型，這尼瑪，你能忍？

　　結論：不推薦使用，建議使用List代替！！

　　特別注意：ArrayList不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行。

  {
                Console.WriteLine("---------------------------02 ArrayList(可變長度的數組)-----------------------------------");
                ArrayList arrayList = new ArrayList();
                arrayList.Add("二胖");
                arrayList.Add("馬茹");
                arrayList.Add(100);
                for (int i = 0; i < arrayList.Count; i++)
                {
                    Console.WriteLine(arrayList[i] + "類型為：" + arrayList[i].GetType());
                }
}

3. List<T> (泛型集合) 推薦使用

　　內部采用array實現，但沒有拆箱和裝箱的風險，是類型安全的

　　特別注意：List<T>不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行，如果不想使用鎖，可以用ConcurrentBag這個線程安全的數組來替代List<T>

{
                Console.WriteLine("---------------------------03 List<T> (泛型集合)-----------------------------------");
                List<string> arrayList = new List<string>();
                arrayList.Add("二胖");
                arrayList.Add("馬茹");
                arrayList.Add("大胖");
                //修改操作
                arrayList[2] = "葛帥";
                //刪除操作
                //arrayList.RemoveAt(0);
                for (int i = 0; i < arrayList.Count; i++)
                {
                    Console.WriteLine(arrayList[i]);
                }
}

4. LinkedList<T> 鏈表

　　在內存空間中存儲的不一定是連續的，所以和數組最大的區別就是，無法用下標訪問。

　　優點：增加刪除快，適用於經常增減節點的情況。

　　缺點：無法用下標訪問，查詢慢，需要從頭挨個找。

　　特別注意：LinkedList<T>不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行。

{
                Console.WriteLine("---------------------------04 ListLink<T> 鏈表-----------------------------------");
                LinkedList<string> linkedList = new LinkedList<string>();
                linkedList.AddFirst("二胖");
                linkedList.AddLast("馬茹");

                var node1 = linkedList.Find("二胖");
                linkedList.AddAfter(node1, "三胖");
                //刪除操作
                linkedList.Remove(node1);
                //查詢操作
                foreach (var item in linkedList)
                {
                    Console.WriteLine(item);
                } 
}

5. Queue<T> 隊列

　　先進先出，入隊(Enqueue)和出隊(Dequeue)兩個操作

　　特別注意：Queue<T>不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行，如果不想使用鎖，線程安全的隊列為 ConcurrentQueue。

　　實際應用場景：利用隊列解決高並發問題（詳見：http://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/8322016.html）

 {
                Console.WriteLine("---------------------------05 Queue<T> 隊列-----------------------------------");
                Queue<int> quereList = new Queue<int>();
                //入隊操作
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    quereList.Enqueue(i + 100);
                }
                //出隊操作
                while (quereList.Count != 0)
                {
                    Console.WriteLine(quereList.Dequeue());
                }
}

6. Stack<T> 棧

　　后進先出，入棧（push）和出棧（pop）兩個操作

　　特別注意：Stack<T>不是線程安全

 {
                Console.WriteLine("---------------------------06 Stack<T> 棧-----------------------------------");
                Stack<int> stackList = new Stack<int>();
                //入棧操作
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    stackList.Push(i + 100);
                }
                //出棧操作
                while (stackList.Count != 0)
                {
                    Console.WriteLine(stackList.Pop());
                }
}

7. Hashtable

　　典型的空間換時間，存儲數據不能太多，但增刪改查速度非常快。

　　特別注意：Hashtable是線程安全的，不需要配合鎖使用。

{
                Console.WriteLine("---------------------------07 Hashtable-----------------------------------");
                Hashtable tableList = new Hashtable();
                //存儲
                tableList.Add("001", "馬茹");
                tableList["002"] = "二胖";
                //查詢
                foreach (DictionaryEntry item in tableList)
                {
                    Console.WriteLine("key:{0},value:{1}", item.Key.ToString(), item.Value.ToString());
                }
}

8. Dictionary<K,T>字典 （泛型的Hashtable）

　　增刪改查速度非常快，可以用來代替實體只有id和另一個屬性的時候，大幅度提升效率。

　　特別注意：Dictionary<K,T>不是線程安全，在多線程中需要配合鎖機制來進行，如果不想使用鎖，線程安全的字典為 ConcurrentDictionary。

 {
                Console.WriteLine("---------------------------08 Dictionary<K,T>字典-----------------------------------");
                Dictionary<string, string> tableList = new Dictionary<string, string>();
                //存儲
                tableList.Add("001", "馬茹");
                tableList.Add("002", "二胖");
                tableList["002"] = "三胖";
                //查詢
                foreach (var item in tableList)
                {
                    Console.WriteLine("key:{0},value:{1}", item.Key.ToString(), item.Value.ToString());
                }
}

強調： 

以上8種類型，除了Hashtable是線程安全，其余都不是，都需要配合lock鎖來進行，或者采用 ConcurrentXXX來替代。

詳細的請見：http://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/8322016.html

 

二. 四大接口比較

1. IEnumerable

　　是最基本的一個接口，用於迭代使用，里面有GetEnumerator方法。

2. ICollection

　　繼承了IEnumerable接口，主要用於集合，內部有Count屬性表示個數，像ArrayList、List、LinkedList均實現了該接口。

3. IList

　　繼承了IEnumerable 和 ICollection,實現IList接口的數據接口可以使用索引訪問，表示在內存上是連續分配的，比如Array、List。

4. IQueryable

　　這里主要和IEnumerable接口進行對比。

　　Enumerable里實現方法的參數是Func委托，Queryable里實現的方法的參數是Expression表達式。

　　實現IQueryable和IEnumabler均為延遲加載，但二者的實現方式不同，前者為迭代器模式，參數為Func委托，后者為Expression表達式目錄樹實現。

 

三. yield關鍵字

1. yield必須出現在IEunmerable中

2. yield是迭代器的狀態機，能做到延遲查詢，使用的時候才查詢，可以實現按序加載

3. 例子

　　測試一：在 “var data1 = y.yieldWay();”加一個斷點，發現直接跳過，不能進入yieldWay方法中，而在“foreach (var item in data1)”加一個斷點，第一次遍歷的時候就進入了yieldWay方法中，說明了yield是延遲加載的，只有使用的時候才查詢。

　　測試二：對yieldWay和commonWay獲取的數據進行遍歷，通過控制台發現前者是一個一個輸出，而后者是先一次性獲取完，一下全部輸出來，證明了yield可以做到按需加載，可以在foreach中加一個限制，比如該數據不滿足>100就不輸出。

    //*********************************  下面為對比普通返回值和使用yeild返回值的方法  ************************************************

       /// <summary>
       /// 含yield返回值的方法
       /// </summary>
       /// <returns></returns>
        public IEnumerable<int> yieldWay()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                yield return this.Get(i);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 普通方法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerable<int> commonWay()
        {
            int[] intArray = new int[10];
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                intArray[i] = this.Get(i);
            }
            return intArray;
        }

        /// <summary>
        /// 一個獲取數據的方法
        /// </summary>
        /// <param name="num"></param>
        /// <returns></returns>
        private int Get(int num)
        {
            Thread.Sleep(1000);
            return num * DateTime.Now.Second;
        }

            Console.WriteLine("-----------------------下面是調用yield方法-----------------------");
            yieldDemo y = new yieldDemo();
            var data1 = y.yieldWay();
            foreach (var item in data1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
            Console.WriteLine("-----------------------下面是調用普通方法-----------------------");
            var data2 = y.commonWay();
            foreach (var item in data2)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

 

 

 

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鵬飛)
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