每个.NET开发都应掌握的C#集合知识点

上篇文章讲述了C#委托和事件知识点，本文将介绍C#集合知识点。作为.NET开发人员，C#集合是你在构建强大和高效应用程序时的关键技能之一。C#集合提供了一系列丰富的数据结构，可以帮助你更好地管理、操作和组织数据。本文将介绍一些每个.NET开发人员都应该掌握的C#集合知识点。

1、灵活的List

List.是.NET Framework 2.0跟随泛型推出的新特征，有了它之后，避免了ArryList数据类型装箱拆箱消耗的问题，它.NET中最常用的集合之一。它实现了动态数组的概念，允许你轻松地添加、删除和访问元素，而无需担心数组大小的限制。你可以使用索引来访问元素，还可以使用方法如Add、Remove和Insert来修改列表。案例如下：

List<string> tasks = new List<string>();//string也可以换成属性类等
tasks.Add("欢迎关注");
tasks.Add("公众号");
tasks.Add("公众号s");
tasks.Add("DOTNET开发跳槽");
tasks.Remove("公众号s");
foreach (var item in tasks)
{
      Console.Write(item);
}

在try.dot.net的输出结果

2、完美的键值对Dictionary<TKey, TValue>

Dictionary也是C#比较重要的集合之一。Dictionary<TKey, TValue> 提供了一种用于存储键值对的高效方法。你可以根据键快速检索对应的值，如果你需要快速查找和映射数据，使用它效率杠杠的。它是构建缓存、映射和快速查找的理想选择。

案例如下：

 Dictionary<int, Student> studentDictionary = new Dictionary<int, Student>
 {
     { 1, new Student("刘婵") },
     { 2, new Student("关兴") },
     { 3, new Student("张包") }
 };
 Student guanxing = studentDictionary[1]; // 通过ID查找学生
Console.WriteLine(guanxing.Name);//输出结果：刘婵
//声明的记录类型
public record Student(string Name);

3、避免重复的HashSet

HashSet 是一个无序、不重复的元素集合。它实现了 ICollection、IEnumerable 和 ISet 接口。HashSet 使用哈希表存储元素，因此可以快速查找元素。当你需要存储一组唯一的元素时，HashSet是个不错的选择。它确保不会有重复的值存在，这对于数据去重和集合操作非常有帮助。

案例如下：

HashSet<int> likedPosts = new HashSet<int>();
likedPosts.Add(101);
likedPosts.Add(102);
likedPosts.Add(101); // 重复元素不会被添加

foreach (var item in likedPosts)
{
  Console.WriteLine(item);
}
bool alreadyLiked = likedPosts.Contains(101); // 检查是否已存在

4、万能集合操作的LINQ

LINQ(语言集成查询)是为集合而生，它是.NET中的一项强大功能，它允许你在集合中执行各种查询和操作。通过使用 LINQ，你可以轻松地进行过滤、排序、映射等操作，而无需编写繁琐的循环代码。

这里就不举例了，大家可以看我的前一篇文章：每个.NET开发都应掌握的linq知识点

5、 多线程安全的选择“并发集合”

在.NET多线程应用程序中，需要主要集合线程安全地操作。.NET提供了一系列线程安全的集合，如 ConcurrentDictionary<TKey, TValue>、ConcurrentQueue 和 ConcurrentStack。这些集合确保在多线程环境中操作数据时不会线程安全问题。

 ConcurrentDictionary<int, string> onlineUsers = new ConcurrentDictionary<int, string>();
 onlineUsers.TryAdd(1, "关注公众号");
 onlineUsers.TryAdd(2, "DOTNET开发跳槽");
 onlineUsers.TryAdd(3, "获取面试题");
 string user;
 bool found = onlineUsers.TryGetValue(2, out user); // 安全地访问数据
 if (found)
     Console.WriteLine(user);
 //输出：DOTNET开发跳槽

6、C#自定义集合

在C#中，你可以根据需求创建自定义集合类型，以满足特定需求并提供更好的抽象和功能。下面是一个简单的示例，展示创建一个自定义的简单集合类。

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

// 自定义集合类
public class MyCollection<T> : IEnumerable<T>
{
    private List<T> items = new List<T>();
    // 添加元素
    public void Add(T item)
{
        items.Add(item);
    }
    // 实现IEnumerable<T>接口的GetEnumerator方法
    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return items.GetEnumerator();
    }
    // 实现非泛型IEnumerable接口的GetEnumerator方法
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
{
        MyCollection<string> srts = new MyCollection<string>();
        srts.Add("刘邦");
        srts.Add("项羽");
        srts.Add("秦二");
        foreach (var item in srts)
        {
            Console.WriteLine(item);
        }
    }
}

在try.dot.net的输出结果

7、集合与IEnumerable

C#中IEnumerable 接口与集合有紧密的关系。它是一个定义了一组元素的序列，可以被遍历的接口。虽然 IEnumerable 自身并不是集合类型，但是它是许多集合类型的基础接口，包括数组、列表、字典等。

IEnumerable 接口定义了一个方法 GetEnumerator()，它返回一个用于遍历序列的迭代器（IEnumerator）。迭代器提供了一个方式来逐个访问序列中的元素，而不需要暴露集合的内部实现细节。

从这个角度来看，集合类型可以看作是实现了 IEnumerable 接口的类的一种特殊形式。这意味着，如果你的类实现了 IEnumerable 接口，那么你就可以使用 foreach 循环来遍历这个类的实例。

8、集合的三种类型

集合通过它们的命名空间可以分为以下三类:

1)System.Collections.Generic 类

System.Collections.Generic 命名空间中的类提供了通用的泛型集合类型。这些集合在性能和类型安全性方面通常都比非泛型的 System.Collections 类更好。

一些常见的 System.Collections.Generic 类：

List、Dictionary<TKey, TValue>、HashSet

LinkedList（双向链表，适用于插入和删除操作较多的场景。）

Queue 和 Stack（队列和栈）

2)System.Collections.Concurrent 类

System.Collections.Concurrent 命名空间中的类提供了线程安全的集合，适用于多线程环境下的并发操作。这些集合在多线程应用中能够提供更好的性能和可靠性。

一些常见的 System.Collections.Concurrent 类：

ConcurrentDictionary<TKey, TValue>：线程安全的键值对集合。

ConcurrentQueue：线程安全的队列，用于先进先出的数据处理。

ConcurrentStack：线程安全的栈，用于后进先出的数据处理。

3）System.Collections 类

System.Collections 命名空间中的类是 .NET Framework 中早期的集合实现，它们不是泛型的，并且性能相对较低。然而，由于历史原因和向后兼容性，它们仍然在代码中使用。

一些常见的System.Collections 类：

ArrayList、Hashtable、Queue 和 Stack

结语

以上只列出了部分C#集合的详解,C#中还有最基本的数组类型、Queue 和 Stack（队列和栈）、过时的ArryList和hashtable等、感兴趣大家可以去研究一下。C#集合是.NET开发中不可或缺的一部分，有了它们处理数据变得更加容易。通过掌握这些集合知识点，你可以更好地组织和操作数据，编写出更具可读性和性能的代码。

希望本文对你有所收获，对于C#集合的知识点，你还知道哪些？欢迎留言讨论或者吐槽本文。

参考：

1、微软官方文档 ：

learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/csharp/programming-guide/concepts/collections

2、chatgpt

来源公众号：DotNet开发跳槽