C# 集合类 Array Arraylist List Hashtable Dictionary Stack Queue

C# 集合类 Array Arraylist List Hashtable Dictionary Stack Queue
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
数组要声明元素的类型，集合类的元素类型却是object.
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。
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！

我简单的说一下：

数组：固定长度的一段内存。

ArrayList：可以理解为可以动态增加内存的数组，是一种链表。

list是一种范型链表，解决了ArrayList对于值类型需要装箱拆箱的缺点。

 

C# []、Array、List、ArrayList 区别简介

[] 是针对特定类型、固定长度的。

Array 是针对任意类型、固定长度的。

List 是针对特定类型、任意长度的。

ArrayList 是针对任意类型、任意长度的。

//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};

//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

//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。

//Dictionary

表示键和值的集合。Dictionary遍历输出的顺序，就是加入的顺序，这点与Hashtable不同

//SortedList类

与哈希表类似，区别在于SortedList中的Key数组排好序的

//Hashtable类

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。

//Stack类

栈，后进先出。push方法入栈，pop方法出栈。

//Queue类

队列，先进先出。enqueue方法入队列，dequeue方法出队列。

-------------------------------------------------------------

//Dictionary

System.Collections.DictionaryEntry dic=new System.Collections.DictionaryEntry("key1","value1");

Dictionary<int, string> fruit = new Dictionary<int, string>();

//加入重复键会引发异常

fruit.Add(1, "苹果");

fruit.Add(2, "桔子");

fruit.Add(3, "香蕉");

fruit.Add(4, "菠萝");

//因为引入了泛型，所以键取出后不需要进行Object到int的转换，值的集合也一样

foreach (int i in fruit.Keys)

{

Console.WriteLine("键是：{0} 值是：{1}",i,fruit);

}

//删除指定键，值

fruit.Remove(1);

//判断是否包含指定键

if (fruit.ContainsKey(1))

{

Console.WriteLine("包含此键");

}

//清除集合中所有对象

fruit.Clear();

}

//ArrayList

System.Collections.ArrayList list=new System.Collections.ArrayList();

list.Add(1);

list.Add(2);

for(int i=0;i<list.Count;i++)

{

System.Console.WriteLine(list[i]);

}

//List

//声明一个List对象，只加入string参数

List<string> names = new List<string>();

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");

//HashTable

System.Collections.Hashtable table=new System.Collections.Hashtable();

table.Add("table1",1);

table.Add("table2",2);

System.Collections.IDictionaryEnumerator d=table.GetEnumerator();

while(d.MoveNext())

{

System.Console.WriteLine(d.Entry.Key);

}

//Queue

System.Collections.Queue queue=new System.Collections.Queue();

queue.Enqueue(1);

queue.Enqueue(2);

System.Console.WriteLine(queue.Peek());

while(queue.Count>0)

{

System.Console.WriteLine(queue.Dequeue());

}

//SortedList

System.Collections.SortedList list=new System.Collections.SortedList();

list.Add("key2",2);

list.Add("key1",1);

for(int i=0;i<list.Count;i++)

{

System.Console.WriteLine(list.GetKey(i));

}

//Stack

System.Collections.Stack stack=new System.Collections.Stack();

stack.Push(1);

stack.Push(2);

System.Console.WriteLine(stack.Peek());

while(stack.Count>0)

{

System.Console.WriteLine(stack.Pop());

}

 

Hashtable 和 Dictionary <K, V> 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

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。

 

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 );

    }

}

 

List和Map都是接口不能实例化的

以前这么写List list = new Vector();

现在这么写List list = new ArrayList();

用ArrayList 代替了Vector 因为前者的性能比后者好；

但是两个都是实现了List借口的

同理Map map = new HashTable();(以前)

Map map = new HashMap();(现在)

（二）

ArrayList和HashMap是异步的，Vector和HashTable是同步的，所以Vector和HashTable是线程安全的，而 ArrayList和HashMap并不是线程安全的。因为同步需要花费机器时间，所以Vector和HashTable的执行效率要低于 ArrayList和HashMap。

Collection

├List

│├LinkedList

│├ArrayList

│└Vector

│ └Stack

└Set

Map

├Hashtable

├HashMap

└WeakHashMap

List接口

List是有序的Collection，使用此接口能够精确的控制每个元素插入的位置。用户能够使用索引（元素在List中的位置，类似于数组下标）来访问List中的元素，这类似于Java的数组。

和下面要提到的Set不同，List允许有相同的元素。

除了具有Collection接口必备的iterator()方法外，List还提供一个listIterator()方法，返回一个 ListIterator接口，和标准的Iterator接口相比，ListIterator多了一些add()之类的方法，允许添加，删除，设定元素，还能向前或向后遍历。

实现List接口的常用类有LinkedList，ArrayList，Vector和Stack。

ArrayList类

ArrayList实现了可变大小的数组。它允许所有元素，包括null。ArrayList没有同步。

size，isEmpty，get，set方法运行时间为常数。但是add方法开销为分摊的常数，添加n个元素需要O(n)的时间。其他的方法运行时间为线性。

每个ArrayList实例都有一个容量（Capacity），即用于存储元素的数组的大小。这个容量可随着不断添加新元素而自动增加，但是增长算法并没有定义。当需要插入大量元素时，在插入前可以调用ensureCapacity方法来增加ArrayList的容量以提高插入效率。

和LinkedList一样，ArrayList也是非同步的（unsynchronized）。

Map接口

请注意，Map没有继承Collection接口，Map提供key到value的映射。一个Map中不能包含相同的key，每个key只能映射一个 value。Map接口提供3种集合的视图，Map的内容可以被当作一组key集合，一组value集合，或者一组key-value映射。

HashMap类

HashMap和Hashtable类似，不同之处在于HashMap是非同步的，并且允许null，即null value和null key。，但是将HashMap视为Collection时（values()方法可返回Collection），其迭代子操作时间开销和HashMap 的容量成比例。因此，如果迭代操作的性能相当重要的话，不要将HashMap的初始化容量设得过高，或者load factor过低。

（三）

1. List是接口，List特性就是有序,会确保以一定的顺序保存元素.

ArrayList是它的实现类,是一个用数组实现的List.

Map是接口,Map特性就是根据一个对象查找对象.

HashMap是它的实现类,HashMap用hash表实现的Map,就是利用对象的hashcode(hashcode()是Object的方法)进行快速散列查找.(关于散列查找,可以参看<<数据结构>>)

2. 一般情况下,如果没有必要,推荐代码只同List,Map接口打交道.

比如:List list = new ArrayList();

这样做的原因是list就相当于是一个泛型的实现,如果想改变list的类型,只需要:

List list = new LinkedList();//LinkedList也是List的实现类,也是ArrayList的兄弟类

这样,就不需要修改其它代码,这就是接口编程的优雅之处.

另外的例子就是,在类的方法中,如下声明:

private void doMyAction(List list){}

这样这个方法能处理所有实现了List接口的类,一定程度上实现了泛型函数.

3. 如果开发的时候觉得ArrayList,HashMap的性能不能满足你的需要,可以通过实现List,Map(或者Collection)来定制你的自定义类.

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 Value = 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.");

}

ArrayList是一维变长数组，内部值为object类型，效率一般：

//ArrayList

System.Collections.ArrayList list = new System.Collections.ArrayList();

list.Add(1);//object type

list.Add(2);

for (int i = 0; i < list.Count; i++)

{

Console.WriteLine(list[i]);

}

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 Hashtable htCache = new Hashtable();

public static void AccessCache()

{

lock (htCache.SyncRoot)

{

//Do something

}

}
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。

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，我觉得最好还是养成用泛型集合类的好习惯，他不但性能上好而且 功能上要比非泛型类更齐全。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<T>

HashTable DIctionary<T>

Queue Queue<T>

Stack Stack<T>

SortedList SortedList<T>

我们用的比较多的非泛型集合类主要有 ArrayList类 和 HashTable类，其中当我们经常性的操作数据信息时往往用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，他给我们的帮助应该是非常大的，如果我们操纵的数据类型相对确定的化 用Dictionary<TKey,TValue>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<string,int > 来存储购物车信息，而不需要任何的类型转化

Hashtable 用法

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 . 。

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);

Hashtable ht = new Hashtable ();

ht .Add ("a" , 123);

ht .Add ("b" , 456);

// 遍历哈希表需要用到DictionaryEntry Object

foreach (DictionaryEntry de in ht )

{

MessageBox .Show (de .Key .ToString () + " " + de .Value .ToString ());

}

// 对哈希表进行排序

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 )

{
MessageBox .Show (skey + ":" );

MessageBox .Show (ht [skey ].ToString ());// 排序后输出

}

ArrayList 用法

private static void AddToList (ArrayList list , string p )

{

if (list .Contains (p ) == false )

list .Add (p );

}

private void button1_Click (object sender , EventArgs e )

{

ArrayList list = new ArrayList ();

AddToList (list , "Table1" );

AddToList (list , "Table4" );

AddToList (list , "Table1" );

AddToList (list , "Table3" );

AddToList (list , "Table2" );

AddToList (list , "Table2" );

foreach (string s in list )

{

MessageBox .Show (s );

}

}

List

List <string > listStr = new List <string >();

listStr .Add ("123" );

listStr .Add ("456" );

listStr .Add ("789" );

MessageBox .Show (listStr [2]);// ” 789 ”

Dictionary

泛型的优点（ C# 编程指南）

C# 中典型的范型结构除了熟悉的 IList , HashTable 之外还有一个并不常见的Dictionary 集合。

相比较而言，Dictionary 的性能是最好的，也属于轻便型的集合。效率要大于HashTable ，其主要原因是Dictionary 支持强类型声明的。

在公共语言运行库和 C# 语言的早期版本中，通用化是通过在类型与通用基类型 Object 之间进行强制转换来实现的，泛型提供了针对这种限制的解决方案。通过创建泛型类，您可以创建一个在编译时类型安全的集合。

添加到 ArrayList 中的任何引用或值类型都将隐式地向上强制转换为 Object 。如果项是值类型，则必须在将其添加到列表中时进行装箱操作，在检索时进行取消装箱操作。强制转换以及装箱和取消装箱操作都会降低性能；在必须对大型集合进行循环访问的情况下，装箱和取消装箱的影响非常明显。

对于客户端代码，与 ArrayList 相比，使用 List<T> 时添加的唯一语法是声明和实例化中的类型参数。虽然这稍微增加了些编码的复杂性，但好处是您可以创建一个比 ArrayList 更安全并且速度更快的列表，特别适用于列表项是值类型的情况。

Dictionary 泛型类提供了从一组键到一组值的映射。字典中的每个添加项都由一个值及其相关联的键组成。通过键来检索值的速度是非常快的，接近于 O(1) ，这是因为 Dictionary 类是作为一个哈希表来实现的。

1 、

Dictionary <int , string > fruit = new Dictionary <int , string >();

// 加入重复键会引发异常

fruit .Add (1, " 苹果" );

fruit .Add (2, " 桔子" );

fruit .Add (3, " 香蕉" );

fruit .Add (4, " 菠萝" );

// 因为引入了泛型，所以键取出后不需要进行Object 到int 的转换，值的集合也一样

foreach (int i in fruit .Keys )

{

MessageBox .Show (" 键是：" +i .ToString ()+ " 值是：" + fruit [i ]);

}

2 、

Dictionary <string , string > fruit = new Dictionary <string , string >();

// 加入重复键会引发异常

fruit .Add ("1" , " 苹果" );

fruit .Add ("2" , " 桔子" );

fruit .Add ("3" , " 香蕉" );

fruit .Add ("4" , " 菠萝" );

// 因为引入了泛型，所以键取出后不需要进行Object 到int 的转换，

值的集合也一样

foreach (string i in fruit .Keys )

{

MessageBox .Show (" 键是：" +i .ToString ()+ " 值是：" + fruit [i ]);

}
Hashtable 和 Dictionary

Hashtable 和 Dictionary

1：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.

2：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.

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类和 Dictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 泛型类实现 IDictionary 接口

Dictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 泛型类还实现 IDictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 泛型接口。因此，这些集合中的每个元素都是一个键/值对。

Dictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 类与 Hashtable 类的功能相同

对于值类型，特定类型（不包括 Object）的 Dictionary<(Of <(TKey, TValue>)>) 的性能优于 Hashtable，这是因为 Hashtable 的元素属于 Object 类型，所以在存储或检索值类型时通常发生装箱和取消装箱操作。

Hashtableht=new Hashtable();//实现 IDictionary接口

ht.Add(1,"A");

ht.Add(2,"B");

ht.Add(3,"c");

foreach(DictionaryEntry de in ht)//Hashtable返回的是DictionaryEntry 类型

{

de.Key;

de.Value;

}

Dictionary<int,string> myDictionary=new Dictionary<int,string>();//实现IDictionary接口，IDictionary<T key,T value>类

myDictionary.Add(1,"a");

myDictionary.Add(2,"b");

myDictionary.Add(3,"c");

foreach(int i in myDictionary.Keys）

{

Console.WriteLine("Key="+i+"Value="+myDictionary);

}

Or

foreach(KeyValuePair<string, double> temp in myDictionary)//返回的是KeyValuePair<string, double>泛型数组

{

temp.Key;

temp.Value;

}