总结C# 集合类 Array Arraylist List Hashtable Dictionary

总结C# 集合类 Array Arraylist List Hashtable Dictionary Stack Queue

 

 我们用的比较多的非泛型集合类主要有 ArrayList类 和 HashTable类。我们经常用HashTable 来存储将要写入到数据库或者返回的信息，在这之间要不断的进行类型的转化，增加了系统装箱和拆箱的负担，如果我们操纵的数据类型相对确定的化 用Dictionary 集合类来存储数据就方便多了，例如我们需要在电子商务网站中存储用户的购物车信息(商品名，对应的商品个数)时，完全可以用 Dictionary 来存储购物车信息，而不需要任何的类型转化。

 

1.数组是固定大小的，不能伸缩。虽然System.Array.Resize这个泛型方法可以重置数组大小，

但是该方法是重新创建新设置大小的数组，用的是旧数组的元素初始化。随后以前的数组就废弃！而集合却是可变长的

2.数组要声明元素的类型，集合类的元素类型却是object.

3.数组可读可写不能声明只读数组。集合类可以提供ReadOnly方法以只读方式使用集合。

4.数组要有整数下标才能访问特定的元素，然而很多时候这样的下标并不是很有用。集合也是数据列表却不使用下标访问。

很多时候集合有定制的下标类型，对于队列和栈根本就不支持下标访问！

 

1.       数组

int[] intArray1;

//初始化已声明的一维数组

intArray1 = new int[3];

intArray1 = new int[3]{1,2,3};

intArray1 = new int[]{1,2,3};

 

2.       ArrayList类对象被设计成为一个动态数组类型，其容量会随着需要而适当的扩充

方法

1：Add()向数组中添加一个元素，

2：Remove()删除数组中的一个元素

3：RemoveAt(int i)删除数组中索引值为i的元素

4：Reverse()反转数组的元素

5：Sort()以从小到大的顺序排列数组的元素

6：Clone()复制一个数组

System.Collections 命名空间包含接口和类，这些接口和类定义各种对象（如列表、队列、位数组、哈希表和字典）的集合。
System.Collections.Generic 命名空间包含定义泛型集合的接口和类，泛型集合允许用户创建强类型集合，它能提供比非泛型强类型集合更好的类型安全性和性能。
System.Collections.Specialized 命名空间包含专用的和强类型的集合，例如，链接的列表词典、位向量以及只包含字符串的集合。

ArrayList 类：使用大小可按需动态增加的数组。

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);//单个添加
            foreach (int number in new int[6] { 9, 3, 7, 2, 4, 8 })
            {
                al.Add(number);//集体添加方法一
            }
            int[] number2 = new int[2] { 11, 12 };
            al.AddRange(number2);//集体添加方法二
            al.Remove(3);//移除值为3的
            al.RemoveAt(3);//移除第3个
            ArrayList al2 = new ArrayList(al.GetRange(1, 3));//新ArrayList只取旧ArrayList一部份


            Console.WriteLine("遍历方法一:");
            foreach (int i in al)//不要强制转换
            {
                Console.WriteLine(i);//遍历方法一
            }

            Console.WriteLine("遍历方法二:");
            for (int i = 0; i < al2.Count; i++)//数组是length
            {
                int number = (int)al2[i];//一定要强制转换
                Console.WriteLine(number);//遍历方法二

            }
        }
    }
}

 

3.       List

可通过索引访问的对象的强类型列表。提供用于对列表进行搜索、排序和操作的方法,在决定使用 List 还是使用 ArrayList 类（两者具有类似的功能）时，记住 List 类在大多数情况下执行得更好并且是类型安全的。如果对 List 类的类型 T 使用引用类型，则两个类的行为是完全相同的。但是，如果对类型 T 使用值类型，则需要考虑实现和装箱问题。

如果对类型 T 使用值类型，则编译器将特别针对该值类型生成 List 类的实现。这意味着不必对 List 对象的列表元素进行装箱就可以使用该元素，并且在创建大约 500 个列表元素之后，不对列表元素装箱所节省的内存将大于生成该类实现所使用的内存。

//声明一个List对象，只加入string参数

List names = new List();

names.Add("乔峰");

names.Add("欧阳峰");

names.Add("马蜂");

//遍历List

foreach (string name in names)

{

Console.WriteLine(name);

}

//向List中插入元素

names.Insert(2, "张三峰");

//移除指定元素

names.Remove("马蜂");

 

4.       Dictionary

 

 

  泛型最常见的用途是泛型集合，命名空间System.Collections.Generic 中包含了一些基于泛型的集合类，使用泛型集合类可以提供更高的类型安全性，还有更高的性能，避免了非泛型集合的重复的装箱和拆箱。
    很多非泛型集合类都有对应的泛型集合类，下面是常用的非泛型集合类以及对应的泛型集合类：

非泛型集合类	泛型集合类
ArrayList	List
HashTable	DIctionary
Queue	Queue
Stack	Stack
SortedList	SortedList

    我们用的比较多的非泛型集合类主要有 ArrayList类 和 HashTable类。我们经常用HashTable 来存储将要写入到数据库或者返回的信息，在这之间要不断的进行类型的转化，增加了系统装箱和拆箱的负担，如果我们操纵的数据类型相对确定的化  用 Dictionary 集合类来存储数据就方便多了，例如我们需要在电子商务网站中存储用户的购物车信息( 商品名，对应的商品个数)时，完全可以用 Dictionary 来存储购物车信息，而不需要任何的类型转化。

    下面是简单的例子，包括声明，填充键值对，移除键值对，遍历键值对

    Dictionary<string, string> myDic = new Dictionary<string, string>();
    myDic.Add("aaa", "111");
    myDic.Add("bbb", "222");
    myDic.Add("ccc", "333");
    myDic.Add("ddd", "444");
    //如果添加已经存在的键，add方法会抛出异常
    try
    {
        myDic.Add("ddd","ddd");
    }
    catch (ArgumentException ex)
    {
        Console.WriteLine("此键已经存在：" + ex.Message);
    }
    //解决add()异常的方法是用ContainsKey()方法来判断键是否存在
    if (!myDic.ContainsKey("ddd"))
    {
        myDic.Add("ddd", "ddd");
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("此键已经存在：");
    
    }
    
    //而使用索引器来负值时，如果建已经存在，就会修改已有的键的键值，而不会抛出异常
    myDic ["ddd"]="ddd";
    myDic["eee"] = "555";
    
    //使用索引器来取值时，如果键不存在就会引发异常
    try
    {
        Console.WriteLine("不存在的键\"fff\"的键值为：" + myDic["fff"]);
    }
    catch (KeyNotFoundException ex)
    {
        Console.WriteLine("没有找到键引发异常：" + ex.Message);
    }
    //解决上面的异常的方法是使用ContarnsKey() 来判断时候存在键，如果经常要取健值得化最好用 TryGetValue方法来获取集合中的对应键值
    string value = "";
    if (myDic.TryGetValue("fff", out value))
    {
        Console.WriteLine("不存在的键\"fff\"的键值为：" + value );
    }
    else
    {     
        Console.WriteLine("没有找到对应键的键值"); 
    }
    
    //下面用foreach 来遍历键值对
    //泛型结构体 用来存储健值对
    foreach (KeyValuePair<string, string> kvp in myDic)
    {
        Console.WriteLine("key={0},value={1}", kvp.Key, kvp.Value);
    }
    //获取值得集合
    foreach (string s in myDic.Values)
    {
        Console.WriteLine("value={0}", s);
    }
    //获取值得另一种方式
    Dictionary<string, string>.ValueCollection values = myDic.Values;
    foreach (string s in values)
    {
        Console.WriteLine("value={0}", s);
    }

常用的属性和方法如下：

 

	常用属性	属性说明
		获取用于确定字典中的键是否相等的 。
		获取包含在 Dictionary 中的键/值对的数目。
		获取或设置与指定的键相关联的值。
		获取包含 Dictionary 中的键的集合。
		获取包含 Dictionary 中的值的集合。
	常用的方法	方法说明
		将指定的键和值添加到字典中。
		从 Dictionary 中移除所有的键和值。
		确定 Dictionary 是否包含指定的键。
		确定 Dictionary 是否包含特定值。
		已重载。 确定两个 实例是否相等。 （从 继承。）
		返回循环访问 Dictionary 的枚举数。
		用作特定类型的哈希函数。 适合在哈希算法和数据结构（如哈希表）中使用。 （从 继承。）
		实现 接口，并返回序列化 Dictionary 实例所需的数据。
		获取当前实例的 。 （从 继承。）
		实现 System.Runtime.Serialization.ISerializable 接口，并在完成反序列化之后引发反序列化事件。
		确定指定的 Object 实例是否是相同的实例。 （从 继承。）
		从 Dictionary 中移除所指定的键的值。
		返回表示当前 Object 的 。 （从 继承。）
		获取与指定的键相关联的值。

6.Hashtable类

一、哈希表(Hashtable)简述
     在.NET Framework中，Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器，用于处理和表现类似key/value的键值对，其中key通常可用来快速查找，同时key是区分大小写；value用于存储对应于key的值。Hashtable中key/value键值对均为object类型，所以Hashtable可以支持任何类型的key/value键值对.

二、哈希表的简单操作
在哈希表中添加一个key/value键值对：HashtableObject.Add(key,value);
在哈希表中去除某个key/value键值对：HashtableObject.Remove(key);
从哈希表中移除所有元素：                HashtableObject.Clear();
判断哈希表是否包含特定键key：         HashtableObject.Contains(key);
下面控制台程序将包含以上所有操作：

using System;
using System.Collections; //使用Hashtable时，必须引入这个命名空间
class hashtable
{
     public static void Main()
     {
     Hashtable ht=new Hashtable(); //创建一个Hashtable实例
     ht.Add("E","e");//添加key/value键值对
     ht.Add("A","a");
     ht.Add("C","c");
     ht.Add("B","b");
     string s=(string)ht["A"];
     if(ht.Contains("E")) //判断哈希表是否包含特定键,其返回值为true或false
       Console.WriteLine("the E key:exist");
     ht.Remove("C");//移除一个key/value键值对
     Console.WriteLine(ht["A"]);//此处输出a
     ht.Clear();//移除所有元素
     Console.WriteLine(ht["A"]); //此处将不会有任何输出
     }
}

三、遍历哈希表
遍历哈希表需要用到DictionaryEntry Object，代码如下：

for(DictionaryEntry de in ht) //ht为一个Hashtable实例
{
    Console.WriteLine(de.Key);//de.Key对应于key/value键值对key
    Console.WriteLine(de.Value);//de.Key对应于key/value键值对value
}

四、对哈希表进行排序
     对哈希表进行排序在这里的定义是对key/value键值对中的key按一定规则重新排列，但是实际上这个定义是不能实现的，因为我们无法直接在Hashtable进行对key进行重新排列，如果需要Hashtable提供某种规则的输出，可以采用一种变通的做法：

ArrayList akeys=new ArrayList(ht.Keys); //别忘了导入System.Collections
akeys.Sort(); //按字母顺序进行排序
foreach(string skey in akeys)
{
    Console.Write(skey + ":");
    Console.WriteLine(ht[skey]);//排序后输出
}

哈希表，名-值对。类似于字典(比数组更强大)。哈希表是经过优化的，访问下标的对象先散列过。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合。

GetHashCode()方法返回一个int型数据，使用这个键的值生成该int型数据。哈希表获取这个值最后返回一个索引，表示带有给定散列的数据项在字典中存储的位置。

Hashtable 和 Dictionary 类型
 1：单线程程序中推荐使用 Dictionary, 有泛型优势, 且读取速度较快, 容量利用更充分.
 2：多线程程序中推荐使用 Hashtable, 默认的 Hashtable 允许单线程写入, 多线程读取, 对 Hashtable 进一步调用 Synchronized() 方法可以获得完全线程安全的类型. 而 Dictionary 非线程安全, 必须人为使用 lock 语句进行保护, 效率大减.
 3：Dictionary 有按插入顺序排列数据的特性 (注: 但当调用 Remove() 删除过节点后顺序被打乱), 因此在需要体现顺序的情境中使用 Dictionary 能获得一定方便.

 

HashTable中的key/value均为object类型，由包含集合元素的存储桶组成。存储桶是 HashTable中各元素的虚拟子组，与大多数集合中进行的搜索和检索相比，存储桶可令搜索和检索更为便捷。每一存储桶都与一个哈希代码关联，该哈希代码是使用哈希函数生成的并基于该元素的键。HashTable的优点就在于其索引的方式，速度非常快。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合，特别是当数据量特别大的时候，效率差别尤其大。

HashTable的应用场合有：做对象缓存，树递归算法的替代，和各种需提升效率的场合。

    //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内部实现差不多，但前者无需装箱拆箱操作，效率略高一点。

    //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是经过优化的，访问下标的对象先散列过，所以内部是无序散列的，保证了高效率，也就是说，其输出不是按照开始加入的顺序，而Dictionary遍历输出的顺序，就是加入的顺序，这点与Hashtable不同。如果一定要排序HashTable输出，只能自己实现：

    //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与线程安全：

为了保证在多线程的情况下的线程同步访问安全，微软提供了自动线程同步的HashTable:

如果 HashTable要允许并发读但只能一个线程写, 要这么创建 HashTable实例:

    //Thread safe HashTable
    System.Collections.Hashtable htSyn = System.Collections.Hashtable.Synchronized(new System.Collections.Hashtable());

这样, 如果有多个线程并发的企图写HashTable里面的 item, 则同一时刻只能有一个线程写, 其余阻塞; 对读的线程则不受影响。

 

另外一种方法就是使用lock语句，但要lock的不是HashTable，而是其SyncRoot；虽然不推荐这种方法，但效果一样的，因为源代码就是这样实现的:

//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 等同于 (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类

Stack：栈，表示对象的简单的后进先出非泛型集合。Push方法入栈，Pop方法出栈。

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);//入栈
                sk2.Push(i);
            }

            foreach (int i in sk)
            {
                Console.WriteLine(i);//遍历
            }

            sk.Pop();//出栈
            Console.WriteLine("Pop");
            foreach (int i in sk)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }

            sk2.Peek();//弹出最后一项不删除
            Console.WriteLine("Peek");
            foreach (int i in sk2)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }
    }
}

 

8.Queue类

队列，先进先出。enqueue方法入队列，dequeue方法出队列。

 

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);//入队
                qu2.Enqueue(i);
            }

            foreach (int i in qu)
            {
                Console.WriteLine(i);//遍历
            }

            qu.Dequeue();//出队
            Console.WriteLine("Dequeue");
            foreach (int i in qu)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }

            qu2.Peek();//返回位于 Queue 开始处的对象但不将其移除。
            Console.WriteLine("Peek");
            foreach (int i in qu2)
            {
                Console.WriteLine(i);
            }
        }
    }
}