C# 数据结构 总结

一、数据结构类型
1. Array(数组)：
int[] numbers = new int[5]; // 创建一个包含 5 个整数的整数数组
string[] names = new string[3]; // 创建一个包含 3 个字符串的字符串数组
2. ArrayList(可变长度的数组)：存储不同类型的对象
ArrayList list = new ArrayList(); // 创建一个空的 ArrayList
list.Add(10); // 向 ArrayList 中添加整数
list.Add("Hello"); // 向 ArrayList 中添加字符串
list.Add(true); // 向 ArrayList 中添加布尔值
3. List<T> (泛型集合) :     
可代替 ArrayList 性能更好， List<object>也可以存不同类型对象
4. LinkedList<T> 链表:
5. Queue<T> 队列:
6. Stack<T> 栈:
7. Hashtable:
8. Dictionary<K,T>字典 （泛型的Hashtable）

二、集合接口

1、 IEnumerable

是所有非泛型集合的基本接口

namespace System.Collections
{
    public interface IEnumerable
    {
        IEnumerator GetEnumerator();
    }
}

能力：

(1)用于迭代使用，里面有GetEnumerator()方法(即用foreach遍历)。

(2)支持使用where linq查询


2、IEnumerable<out T>
是安全且通用的泛型集合的基本接口

namespace System.Collections.Generic
{
    public interface IEnumerable<out T> : IEnumerable
    {
        new IEnumerator<T> GetEnumerator();
    }
}


3、ICollection

　　继承了IEnumerable接口，主要用于集合，像ArrayList、List、LinkedList均实现了该接口。

namespace System.Collections
{
    public interface ICollection : IEnumerable
    {
        int Count { get; } // 获取集合中的元素数量。
 
        bool IsSynchronized { get; } // 返回访问是否同步，即是否线程安全。

        object SyncRoot { get; } // 获取一个对象，用于在多线程环境中同步对集合的访问。

        void CopyTo(Array array, int index); // 将集合的元素复制到一个数组中，从指定的索引位置开始。
    }
}

能力：

(1)该接口可以确定集合的大小（Count），

(2)集合是否包含某个元素（Contains），

(3)复制集合到另外一个数组(ToArray)，

(4)集合是否是只读的（IsReadOnly）。

(5)如果一个集合是可编辑的，那么可以调用Add，Remove和Clear方法操作集合中的元素。

(6)因为该接口继承IEnumerable<T>，所以可以使用foreach语句遍历集合，支持使用where linq查询


4、ICollection<T> 

namespace System.Collections.Generic
{
    public interface ICollection<T> : IEnumerable<T>, IEnumerable
    {
        int Count { get; } // 获取集合中元素的数量。

        bool IsReadOnly { get; } // 获取一个布尔值，指示集合是否为只读。

        void Add(T item); // 向集合中添加一个元素。

        bool Contains(T item); // 判断集合是否包含指定元素。

        void CopyTo(T[] array, int arrayIndex); // 将集合的元素复制到指定数组中，从指定索引开始。

        bool Remove(T item); // 从集合中移除指定元素。
    }
}

当我们出现以下情况时，可以考虑使用 ICollection<T> :

  • 统计集合元素数量
  • 需要编辑集合元素
  • 搜索集合
  • 使用 IEnumerable<T> 接口中 Where 扩展方法进行过滤操作


5、IList

　　继承了IEnumerable 和 ICollection,实现IList接口的数据接口可以使用索引访问，表示在内存上是连续分配的，比如Array、List。

namespace System.Collections
{
    public interface IList : ICollection, IEnumerable
    {
        bool IsFixedSize { get; } // 获取一个布尔值，指示列表是否具有固定大小。

        bool IsReadOnly { get; } // 获取一个布尔值，指示列表是否为只读。

        object? this[int index] { get; set; } // 获取或设置指定索引处的元素。

        int Add(object? value); // 向列表中添加一个元素，并返回新元素的索引。

        void Clear(); // 从列表中移除所有元素。

        bool Contains(object? value); // 判断列表是否包含指定的元素。

        int IndexOf(object? value); // 获取指定元素的第一个匹配项的索引。

        void Insert(int index, object? value); // 在指定索引处插入一个元素。

        void Remove(object? value); // 从列表中移除指定的元素。

        void RemoveAt(int index); // 移除指定索引处的元素。
    }
}


能力：

(1) Add()：该方法用于在集合中添加元素。对于数组，该方法会抛出NotSupportedException异常。
(2) Clear()：该方法可以清除数组中的所有元素。值类型设置为0，引用类型设置为NULL
(3) Contains()：该方法可以确定某个元素是否在数组中。其返回值是true或false.这个方法会对数组中的所有元素进行线性搜索，直到找到所需元素为止。
(4) IndexOf()：该方法与Contains()方法类似，也是对数组中的所有元素进行线性搜索。不同的是IndexOf()方法会返回所找到的第一个元素的索引。
(5) Insert()、Remove()、RemoveAt()：对于集合，Insert()方法用于插入元素，Remove()和RemoveAt()可删除元素。对于数组，这些方法都抛出NotSupportedException异常
(6) IsFixedSize：数组的大小总是固定的，所以这个属性问题返回true
(7) IsReadOnly：数组总是可读/写的，所以这个属性返回false.
(8) Item：该属性可以用整形索引访问数组。


6、IList<T>

namespace System.Collections.Generic
{
    public interface IList<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerable
    {
        T this[int index] { get; set; }
 
        int IndexOf(T item);
 
        void Insert(int index, T item);
 
        void RemoveAt(int index);
 
    }
}

如果超出 ICollection<T> 接口中提供的功能，且有以下两点中的情形，那么就可以考虑使用 IList 或 IList<T> 接口。

  • 需要修改集合中的元素
  • 需要快速定位集合中的元素或排序


7、IQueryable

　　这里主要和IEnumerable接口进行对比。

namespace System.Linq
{
    public interface IQueryable : IEnumerable
    {
        Type ElementType { get; }
        Expression Expression { get; }
        IQueryProvider Provider { get; }
    }
}

它存在于 System.Linq 命名空间中

能力： 
(1)支持LINQ to SQL表达式查询，作用于数据库级别

8、IQueryable<T> 
namespace System.Linq
{
    public interface IQueryable<out T> : IEnumerable<T>, IEnumerable, IQueryable
    {
    }
}

9、IQueryable<T>与IEnumerable<T> 在LINQ查询中的性能对比

  1. IEnumerable<T>：
    • 这是一个在内存中进行操作的接口。它适用于对本地集合或内存中的数据执行操作。
    • 执行查询操作时，所有数据都被加载到内存中，然后根据查询进行过滤、排序、分组等操作。这会占用较多内存，但在小数据集上性能较好。
  2. IQueryable<T>：
    • 这是一个能够构建查询并在数据库中执行的接口。它适用于对数据库或其他远程数据源执行操作。
    • 执行查询操作时，构建的查询表达式会被翻译成数据库查询语言（如 SQL）并在数据库中执行。只有在需要结果时才会从数据库中获取数据，因此它适用于大数据集，避免了一次性加载全部数据到内存中。

总结：

  • 如果你正在操作内存中的数据，比如一个 List<T>，IEnumerable<T> 可能更合适，因为它简单且性能较好。
如果你需要与数据库或其他远程数据源交互，IQueryable<T> 更合适，因为它允许查询在数据库中执行，只返回需要的数据，这可以显著提高性能并降低内存占用。


三、IEnumerable  Range

生成指定范围内的整数的序列。
namespace System.Linq
{
    public static class Enumerable
    {
        public static IEnumerable<int> Range(int start, int count);
    }
}
System.Linq 命名空间中的 Enumerable 类为 IEnumerable<T> 接口提供了一系列扩展方法，
这些方法可以在实现了 IEnumerable<T> 接口的集合类上使用。Enumerable 类中的 Range 方法就是其中之一。

            //生成指定范围内的整数的序列。
            var enu = Enumerable.Range(1, 5)
                  .Select(a => a)
                  .ToArray();//转数组

            Console.Write(enu.GetType());

            foreach (var item in enu)
            {
                Console.Write(item);//12345
            }

四、yield、迭代器

yield

1. yield必须出现在IEunmerable中

2. yield是迭代器的状态机，能做到延迟查询，使用的时候才查询，可以实现按序加载




posted @ 2023-08-28 10:32  不争丶  阅读(553)  评论(0)    收藏  举报