C# 集合（Collection）

文章目录

前言
一、动态数组（ArrayList）
二、哈希表（Hashtable）
三、排序列表（SortedList）
四、堆栈（Stack）
五、队列（Queue）
六、点阵列（BitArray）

前言

在 C# 编程领域，集合（Collection）类是不可或缺的重要组成部分，专为数据存储、检索与操作精心构建。它们提供了对栈、队列、列表及哈希表等经典数据结构的有力支持，多数集合类遵循相同接口规范，这既保障了使用方式的连贯性，又利于代码在不同集合类型间灵活切换与复用。集合类基于 Object 类（C# 所有数据类型的根基）构建对象集合，能容纳多样数据类型，还可按需动态调配内存、依索引便捷访问元素，以契合复杂多变的编程诉求。
在这里插入图片描述

一、动态数组（ArrayList）

ArrayList 呈现为可单独索引的有序对象集，类似数组却更具弹性，能在运行时自动调整容量。与静态数组需预先定义固定大小不同，它允许在指定索引处自由增删元素，内部会高效重分配内存。常用于处理元素数量不定的数据场景，像动态收集用户输入、存储临时计算结果等。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){ArrayList arrayList = new ArrayList();// 添加元素arrayList.Add(10);arrayList.Add("Hello");arrayList.Add(true);// 基于索引访问与修改元素int valueAtIndex1 = (int)arrayList[1];arrayList[2] = false;// 遍历 ArrayListforeach (var item in arrayList){Console.WriteLine(item);}// 移除元素arrayList.Remove("Hello");Console.WriteLine("After removal:");foreach (var item in arrayList){Console.WriteLine(item);}}
}

上述代码先创建 ArrayList 实例，依次添加整型、字符串、布尔型数据，展示其异构存储能力；再按索引读取、修改元素；随后遍历输出所有元素，最后移除指定字符串元素并再次遍历展示动态调整效果，输出依次为 “10”“Hello”“True” 及 “10”“False”。

二、哈希表（Hashtable）

Hashtable 借助键值对（Key/Value Pair）存储与检索数据，凭借哈希算法实现快速定位，键作为访问入口，对应唯一值。适用于需依据特定标识迅速查找对应内容的场景，如依据学号查学生档案、依商品条码取商品详情，在大数据量下优势尤为凸显。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){Hashtable hashtable = new Hashtable();// 添加键值对hashtable.Add("Apple", 5);hashtable.Add("Banana", 8);hasht月table.Add("Cherry", 3);// 通过键获取值int appleQuantity = (int)hashtable["Apple"];Console.WriteLine($"Apple quantity: {appleQuantity}");// 遍历 Hashtableforeach (DictionaryEntry entry in hashtable){Console.WriteLine($"{entry.Key}: {entry.Value}");}// 判断键是否存在并更新值if (hashtable.ContainsKey("Banana")){hashtable["Banana"] = 10;}Console.WriteLine("After update:");foreach (DictionaryEntry entry in hashtable){Console.WriteLine($"{entry.Key}: {entry.Value}");}}
}

此代码构建 Hashtable 存储水果及数量，先添加三组键值对，依键 “Apple” 精准取值展示查找便捷性；再遍历输出所有键值信息；确认 “Banana” 键存在后更新对应值并二次遍历呈现更新成果，输出含各水果初始及更新后数量等信息。

三、排序列表（SortedList）

SortedList 融合数组与哈希表之长，可借索引（如同数组）或键（类似哈希表）访问元素，且内部按键值自动排序，维持有序状态。在兼顾顺序性与快速查找需求场景下表现出色，如管理按姓氏笔画排序且可依姓名或序号检索的人员名单。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){SortedList sortedList = new SortedList();// 添加键值对sortedList.Add("Zhang", 25);sortedList.Add("Li", 30);sortedList.Add("Wang", 28);// 通过索引访问int valueAtIndex1 = (int)sortedList[1];Console.WriteLine($"Value at index 1: {valueAtIndex1}");// 通过键访问int wangAge = (int)sortedList["Wang"];Console.WriteLine($"Wang's age: {wangAge}");// 遍历 SortedListforeach (DictionaryEntry entry in sortedList){Console.WriteLine($"{entry.Key}: {entry.Value}");}}
}

代码创建 SortedList 存人员姓名及年龄，添加数据后，既按索引获取第二元素对应年龄展示数组特性，又依 “Wang” 键查年龄凸显哈希表功能；最终遍历输出有序键值对，展示排序与双访问模式结合优势。

四、堆栈（Stack）

Stack 遵循后进先出（LIFO）原则，新元素 “推入（Push）” 栈顶，移除时 “弹出（Pop）” 栈顶元素，常用于处理需逆序回溯或操作顺序敏感事务，像解析嵌套括号表达式、实现撤销重做功能，保障操作按正确逆序执行。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){Stack stack = new Stack();// 推入元素stack.Push(1);stack.Push(2);stack.Push(3);// 弹出元素并输出int poppedValue = (int)stack.Pop();Console.WriteLine($"Popped value: {poppedValue}");// 遍历 Stack（需转换为数组辅助）object[] stackArray = stack.ToArray();for (int i = stackArray.Length - 1; i >= 0; i--){Console.WriteLine(stackArray[i]);}}
}

此例先向 Stack 依次推入 1、2、3 三个元素，弹出栈顶 “3” 并输出；后将 Stack 转数组逆序遍历，展示 LIFO 特性，输出先是 “3”，再依次为 “2”“1”。

五、队列（Queue）

Queue 依先进先出（FIFO）规则运作，元素 “入队（Enqueue）” 队尾，“出队（Dequeue）” 于队首，精准模拟现实排队场景，广泛用于任务调度、消息传递等需按先来后到处理事务之处，如计算机多任务排队等待 CPU 执行。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){Queue queue = new Queue();// 入队元素queue.Enqueue("Task 1");queue.Enqueue("Task 2");queue.Enqueue("Task 3");// 出队元素并输出string dequeuedTask = (string)queue.Dequeue();Console.WriteLine($"Dequeued task: {dequeuedTask}");// 遍历 Queue（需转换为数组辅助）object[] queueArray = queue.ToArray();foreach (var item in queueArray){Console.WriteLine(item);}}
}

代码构建 Queue 模拟任务队列，“Task 1”“Task 2”“Task 3” 依次入队，出队首 “Task 1” 并输出；转数组遍历展示剩余任务，输出依次是 “Task 1”“Task 2”“Task 3”（出队后剩 “Task 2”“Task 3” 及遍历展示顺序）。

六、点阵列（BitArray）

BitArray 是二进制数组，用 0 和 1 存数据，适合处理位级信息，尤其在事先不知所需存储位数时大显身手，常见于网络通信、图像数据处理、底层系统状态标识等，以紧凑方式管理二进制数据。

示例代码

using System;
using System.Collections;class Program
{static void Main(){BitArray bitArray = new BitArray(5);// 设置位值bitArray[0] = true;bitArray[2] = true;// 检查位值bool bitValueAt1 = bitArray[1];Console.WriteLine($"Bit value at index 1: {bitValueAt1}");// 遍历 BitArrayfor (int i = 0; i < bitArray.Length; i++){Console.WriteLine($"Bit value at index {i}: {bitArray[i]}");}}
}