System.Collections.Generic

System.Collections.Generic 是.NET框架中的一个命名空间，它提供了一系列泛型集合类和接口，用于存储和操作一组对象。与非泛型集合（如 System.Collections 命名空间中的集合）相比，泛型集合提供了类型安全、性能优化和更好的代码可读性。

主要功能

1. 类型安全

泛型集合在编译时检查类型，避免了类型转换错误和运行时异常。

2. 性能优化

泛型集合避免了装箱和拆箱操作，提高了性能，尤其是处理值类型（如 int、double 等）时。

3. 代码可读性

泛型集合通过明确指定类型，使代码更加清晰和易于维护。

常用类和接口

1. List<T>

List<T> 是一个动态数组，提供了对元素的快速访问和动态扩展功能。
  • 创建和使用 List<T>
    csharp
    复制
    using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        numbers.Add(6);
        numbers.RemoveAt(0);

        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}
     

2. Dictionary<TKey, TValue>

Dictionary<TKey, TValue> 是一个键值对集合，提供了快速的查找功能。
  • 创建和使用 Dictionary<TKey, TValue>
    csharp
    复制
    using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Dictionary<string, int> ages = new Dictionary<string, int>
        {
            { "Alice", 30 },
            { "Bob", 25 }
        };

        ages["Charlie"] = 35;

        foreach (var pair in ages)
        {
            Console.WriteLine($"{pair.Key}: {pair.Value}");
        }
    }
}
     

3. Queue<T>

Queue<T> 是一个先进先出（FIFO）的集合，提供了入队和出队操作。
  • 创建和使用 Queue<T>
    csharp
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    using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Queue<string> queue = new Queue<string>();
        queue.Enqueue("First");
        queue.Enqueue("Second");
        queue.Enqueue("Third");

        while (queue.Count > 0)
        {
            Console.WriteLine(queue.Dequeue());
        }
    }
}
     

4. Stack<T>

Stack<T> 是一个后进先出（LIFO）的集合，提供了入栈和出栈操作。
  • 创建和使用 Stack<T>
    csharp
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    using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        Stack<string> stack = new Stack<string>();
        stack.Push("First");
        stack.Push("Second");
        stack.Push("Third");

        while (stack.Count > 0)
        {
            Console.WriteLine(stack.Pop());
        }
    }
}
     

5. HashSet<T>

HashSet<T> 是一个无序的集合，提供了快速的查找功能，且不允许重复元素。
  • 创建和使用 HashSet<T>
    csharp
    复制
    using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        HashSet<int> numbers = new HashSet<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        numbers.Add(6);
        numbers.Remove(3);

        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}
     

示例代码

完整示例：使用多种泛型集合

csharp
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using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 使用 List<T>
        List<int> numbers = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        numbers.Add(6);
        numbers.RemoveAt(0);

        Console.WriteLine("List:");
        foreach (int number in numbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }

        // 使用 Dictionary<TKey, TValue>
        Dictionary<string, int> ages = new Dictionary<string, int>
        {
            { "Alice", 30 },
            { "Bob", 25 }
        };

        ages["Charlie"] = 35;

        Console.WriteLine("\nDictionary:");
        foreach (var pair in ages)
        {
            Console.WriteLine($"{pair.Key}: {pair.Value}");
        }

        // 使用 Queue<T>
        Queue<string> queue = new Queue<string>();
        queue.Enqueue("First");
        queue.Enqueue("Second");
        queue.Enqueue("Third");

        Console.WriteLine("\nQueue:");
        while (queue.Count > 0)
        {
            Console.WriteLine(queue.Dequeue());
        }

        // 使用 Stack<T>
        Stack<string> stack = new Stack<string>();
        stack.Push("First");
        stack.Push("Second");
        stack.Push("Third");

        Console.WriteLine("\nStack:");
        while (stack.Count > 0)
        {
            Console.WriteLine(stack.Pop());
        }

        // 使用 HashSet<T>
        HashSet<int> uniqueNumbers = new HashSet<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
        uniqueNumbers.Add(6);
        uniqueNumbers.Remove(3);

        Console.WriteLine("\nHashSet:");
        foreach (int number in uniqueNumbers)
        {
            Console.WriteLine(number);
        }
    }
}
 

注意事项

  1. 性能优化
    • 选择合适的集合类型可以显著提高性能。例如，HashSet<T> 提供了最快的查找性能，但不保证元素的顺序。
  2. 线程安全
    • 大多数泛型集合不是线程安全的。如果需要在多线程环境中使用，可以使用 ConcurrentCollections 命名空间中的线程安全集合。
  3. 内存管理
    • 注意集合的容量和大小，避免不必要的内存分配。例如，List<T> 的 Capacity 属性可以优化内存使用。
  4. 异常处理
    • 在操作集合时，可能会遇到异常，如 KeyNotFoundException、InvalidOperationException 等。确保正确处理这些异常，避免程序崩溃。

总结

System.Collections.Generic 提供了一套强大的泛型集合类和接口，用于存储和操作一组对象。通过使用 List<T>、Dictionary<TKey, TValue>、Queue<T>、Stack<T> 和 HashSet<T> 等类，开发者可以实现类型安全、性能优化和代码可读性的目标。合理选择和使用这些集合可以提高应用程序的性能和可靠性，同时确保代码的简洁性和可维护性。
posted @ 2025-05-15 15:21  yinghualeihenmei  阅读(89)  评论(0)    收藏  举报