C#开发-集合使用和技巧

1. 集合基础

集合介绍

集合是C#中用于存储和管理一组对象的数据结构。它们提供了比基本数据类型更灵活和强大的功能。集合可以动态调整大小，这意味着您不需要预先知道集合中将要存储多少元素。在C#中，集合通常指的是System.Collections命名空间下的类，这些类允许您存储强类型的元素集合。

基本的集合都在System.Collections命名空间中，该命名空间下面有几个命名空间，对集合进行分类

• System.Collections.Generic通用集合，包含用于定义泛型集合的接口和类，可允许用户创建强类型集合。例如：List<T>、Dictionary<TKey, TValue>等
• System.Collections.Concurrent线程安全的集合类，提供几个线程安全的集合类，主要用于多个线程访问一个集合的情况，例如ConcurrentDictionary<TKey,TValue>、ConcurrentQueue<T>等
• System.Collections.ObjectModel主要是一些集合的基类，不同功能类型集合的基类，例如：``Collection、ObservableCollection`等

集合跟数组对比

• 数组 是固定大小的，一旦创建了数组，其大小就不能改变。它们在编译时就需要指定大小，并且元素必须是相同类型。
• 集合 的大小是动态的，可以根据需要增长或缩小。它们提供了更多的灵活性，例如添加、删除和查找元素的能力。

总的来说，集合 的大小是动态的，可以根据需要增长或缩小，大多数集合支持动态添加或移除元素，这跟数组不一样，是固定大小的，一旦创建了数组，其大小就不能改变，这让集合在编程使用的场景更多。

2.我们常用的集合类型

列表List<T>

它是最常用的集合，和数组比较像的是可以通过索引访问，其他的提供了对列表进行搜索、排序和操作的方法。

List<T>提供了许多方便的方法来操作元素，例如：

• Add(T item)：向列表末尾添加一个元素。
• Remove(T item)：从列表中移除第一个匹配的元素。
• IndexOf(T item)：返回指定元素的索引。
• Sort()：对列表中的元素进行排序。

键值对集合Dictionary<TKey,TValue>

Dictionary<TKey, TValue>是一个键值对的集合，它提供了快速的查找能力。每个键都是唯一的，而值可以重复。它基于哈希表实现，因此查找操作通常是常数时间的。

常用需要频繁查找的情况，可以用于快速查找。

常用方法：

• Add(TKey key, TValue value)：添加一个新的键值对。
• Remove(TKey key)：移除具有指定键的项。
• TryGetValue(TKey key, out TValue value)：尝试获取具有指定键的值。

队列Queue<T>

Queue<T>实现了先进先出（FIFO）的数据结构。它类似于排队等候的人群，最先进来的元素最先离开。
在 System.Collections.Concurrent中有线程安全队列ConcurrentQueue<T>，基本用法一致。
常用方法

• Enqueue(T item)：将元素添加到队列的尾部。
• Dequeue()：移除并返回队列头部的元素。
• TryDequeue(out T item)：尝试移除并输出头部元素，成功返回True，失败返回False。

其他一些集合类型

堆栈Stack<T>

Stack<T>实现了后进先出（LIFO）的数据结构。它类似于一个堆栈，最后入栈的元素最先被弹出。

• Push(T item)：将元素推送到栈顶。
• Pop()：移除并返回栈顶元素。
  

可观察集合ObservableCollection<T>

ObservableCollection<T>表示一个可观察、可监听的动态数据集合，该集合在添加或删除项或刷新整个列表时提供通知。

这个集合常用于WPF中MVVM模式的绑定，跟ListBox、DataGrid等多项控件进行动态绑定，实时更新数据。

3. 集合常见的接口介绍

下面介绍的接口，可能经常看到，但是不常用到，是集合的最基本的一些接口，很多功能和方法都是基于这些来实现和使用的。

IEnumerable<T> 和 IEnumerator<T>

这是所有集合的基础，它们都实现了IEnumerable<T>接口，这意味着您可以遍历集合中的元素。IEnumerator<T>是C#中集合的迭代器，接口提供了MoveNext(), Current, Dispose(), 和 Reset() 方法，用于迭代集合。

ICollection<T>

这个接口扩展了IEnumerable<T>，并添加了计数、是否为空、同步根和枚举器的创建方法。它还定义了添加、清除、复制到数组、移除范围内的元素和测试是否可修改的方法。

IList<T>

IList<T>接口继承自ICollection<T>，并且增加了索引器（通过索引访问元素），以及添加、移除和替换特定索引处的元素的方法。