在哪里可以了解各种类型的 .NET 列表？

Question

有没有人知道一个很好的资源来简明地解释 C# 中可用的不同类型的列表以及何时适合使用它们？

例如，列表、哈希表、字典等

我不太确定什么时候应该使用什么。

Answer 1

尽管它们都是集合，但它们并不都是列表。这是一个简短的摘要。

非泛型集合（API 以object 表示。值类型被装箱。

这些大多在System.Collections 命名空间中：

• ArrayList：由数组支持的项目列表。快速随机读/写访问。快速添加到尾部，如果缓冲区不需要调整大小。
• Hashtable：从键映射到值。键是唯一的，值不必是唯一的。使用 GetHashCode 方法来实现接近 O(1) 的读/写访问（除了所有项目具有相同哈希或后备存储需要重建的恶劣情况）。遍历键/值对会产生不可预测的顺序。 （嗯，实际上是不可预测的。）
• SortedList: 就像一个 Hashtable，但条目总是按 key 排序的顺序返回。存储为键/值对列表。
• Stack: 后进先出集合
• Queue：先进先出集合
• Array：固定大小 O(1) 随机访问；非泛型，但也有强类型形式

通用集合。 （强类型 API，不会将值类型装箱（假设合适的 T）。

这些大多在System.Collections.Generic namespace:

• List<T>: 喜欢ArrayList
• Dictionary<TKey, TValue>: 像哈希表
• SortedList<TKey, TValue>: 喜欢排序列表
• SortedDictionary<TKey, TValue>：类似于 SortedList，但存储为键/值对树，在许多情况下提供更好的性能。有关详细信息，请参阅文档。
• LinkedList<T>：双向链表（快速获取头尾）
• Stack<T>: 喜欢栈
• Queue<T>：点赞队列
• ReadOnlyCollection<T>: 与 List 类似，但提供只读视图

可能最重要的集合接口是IEnumerable（和IEnumerable<T>）。这表示一个项目序列，就像 Stream 表示一个字节序列一样。没有随机访问，只有前向阅读。 LINQ to Objects 就是基于此，几乎所有的集合类型都实现了它。

Answer 2

为了解释 tobsen 之前的回答，C5 通用集合库有大量的集合。我将在这里描述其中的一些：

队列/堆栈

• CircularQueue<T>：此类提供严格的队列和堆栈功能。同样，使用索引器可以有效O(1) 访问堆栈/队列中的任何项目：cq[0]（其中 0 是最旧的项目，接下来要出列，最后要弹出)。

列表

注意：ArrayList 和 LinkedList 也可以用作队列/堆栈

• ArrayList<T>：与 System.Collections.Generic (SCG)、List<T> 中的对应项类似，它由数组支持，保证 O(1) 索引，但最坏情况 O (n) 插入。O(n) 查找项目。
• LinkedList<T>：与对应的 SCG.LinkedList<T> 类似。使用双向链表，保证 O(1) 插入，但最坏情况 O(n) 索引（在实践中，是成比例的距离列表的头部或尾部）。还 O(n) 来查找项目。排序使用稳定的合并排序。
• HashedArrayList<T>：类似于上面的ArrayList<T>，但不允许重复。您获得的回报是查找项目及其索引的时间减少到 O(1)。
• HashedLinkedList<T>：类似于上面的LinkedList<T>，但不允许重复。和以前一样，找到一个项目的时间减少到 O(1)，但找到它的索引的时间仍然是 O(n)。
• WrappedArray<T>：与ArrayList<T> 非常相似，它充当实现C5.IList<T> 的数组的包装器，但如果尝试修改集合则抛出异常（IsFixedSize 为真，Add，@但是，987654339@、Insert 不起作用；Sort、Shuffle 和 Reverse 可以，因为它们是就地操作）。

列表还提供“查看”功能，它表示底层列表的一部分，允许执行本地操作。使用 C5 书中提供的模式，可以使用对数组和链表都有效的视图来执行操作。任何列表操作也可以在视图上执行，将它们的效果限制在底层列表的子集中。

排序集合

• SortedArray<T>：类似于ArrayList<T>，除了它保持其项目排序并且不允许重复。请注意，此集合上的随机插入和删除速度很慢。如果项目数量很少或很少修改但经常通过项目索引或值访问，则此集合是最佳选择。
• TreeSet<T>：使用红黑树结构来保持项目排序。作为一个集合，它不允许重复。按索引或项值访问以及插入/删除需要 O(log n)。
• TreeBag<T>：使用红黑树，保持项目排序。作为一个包，它确实允许重复，但不会在树中存储重复，而是通过计数来保持重复。

TreeSet<T> 和TreeBag<T> 都提供了在O(1) 中有效地制作树的“快照”或持久副本的能力，允许在修改底层树的同时对快照进行迭代。请注意，树上的每个快照都会对树的更新造成性能损失，但这些影响会在释放快照后消失。

哈希集合

• HashSet<T>：使用简单哈希表进行存储的集合。按项目值访问需要 O(1)。作为一个集合，它不允许重复。提供一个函数BucketCostDistribution()，可以帮助你判断item的hashcode函数的效率。
• HashBag<T>：类似于HashSet<T>，但有包语义，即允许重复，但重复只通过计数存储。

优先队列

• IntervalHeap<T>：提供优先级队列。求最大值和最小值是O(1)个操作，删除最大值、最小值、添加和更新是O(log n)个操作.通过显式存储（而不是通过计数）允许重复。

字典

• HashDictionary<H,K>：类似于SCG.Dictionary<H,K>，在O(1) 中提供条目访问、插入和删除。还提供了BucketCostDistribution() 函数，如上面的HashSet<T>。不保证任何特定的枚举顺序。
• TreeDictionary<H,K>：类似于SCG.SortedDictionary<H,K>，使用红黑树提供一个持久排序的字典。条目访问、插入和删除需要 O(log n)。保证字典的枚举遵循键比较器指定的顺序。

受保护的集合

同样，C5 还提供“受保护”集合，它有效地充当只读包装器，防止集合被修改。集合中的项目仍然可以修改，但不能添加、删除或插入集合中的项目。

一个很长的答案，但对 C5 库的各种集合供您使用的详尽。我发现 C5 库很棒，并且经常在我自己的代码中使用它，将常见的 C# 标头替换为：

using C5;
using SCG = System.Collections.Generic;

Answer 3

你应该拿起一本关于基本数据结构的书。无论语言如何，都是相同的理论。

简短说明：

• Array：（例如int[] myArray）- 可以在集合永不更改时使用的静态数组（您不能添加或删除其中的项目，但您可以更改单个项目的值）
• ArrayList：通用数组/列表，允许相对快速的枚举以及直接访问。当您添加项目时，此列表会自动增长，但由于它只存储 Object，因此由于性能和类型安全问题，您应该很少使用它。
• List<T>：上述 ArrayList 的通用版本。它在性能和灵活性之间提供了一个很好的平衡，几乎总是应该在你有一个动态的平面项目列表时使用。 （.NET 2.0 中的新功能）
• Hashtable：就像一个平面列表一样工作，但不是用整数索引它，它可以使用任何对象索引。值得注意的是，哈希表中没有“顺序”。
• Dictionary<T>：哈希表的通用版本。在 .NET 2.0 及更高版本中使用它而不是 Hashtable，原因与上面的 ArrayList 与 List 相同。
• Stack<T>：提供先进后出的列表类型。您最后添加的物品将是您挑选物品时首先收到的物品。
• Queue<T>：提供先进先出列表。把它想象成一个管子，你可以在其中插入物品并在另一端取出它们。通常用于在例如之间传递消息。线程。

一般来说，您应该对在 .NET 2.0 及更高版本中所做的几乎所有事情都使用泛型集合。您将获得完整的类型安全性（与例如 ArrayList 和 HashTable 相比），并且与非泛型一次相比，它们对于值类型（整数、结构、浮点数等）要快得多。

如果您有一个永远不会改变的项目列表，或者您不需要/不想要List<T> 的灵活性，您当然可以使用数组，因为它的开销最少。

当您从公共方法或属性返回集合时，建议将其转换为不太灵活的接口。因此，如果您有要返回的 List，则可以将其转换为 IEnumerable<int>，这意味着您的消费者无法向其中添加项目（当然，除非它将其转换回，但它仍然是对用户的指示）。转换它还可以让您在以后灵活地更改底层数据结构，同时保持 API 稳定性。您还可以选择ICollection<int> 或IList<int> 来公开更多功能，但隐藏实际数据结构。

Answer 4

哈希图

• 字典
• 哈希表（非泛型）

这是一种允许您保留键值对的数据结构。给定一个具有某种排序方式的键，您可以插入一个值。一个简单的示例可以是学生列表，其中键是学生 ID，值是学生姓名。

随机访问列表

• 列表
• ArrayList（非泛型）

随机访问列表用于存储要随机访问的一长串对象（即您想在 O(1) 时间内访问第 n 个元素）。如果您想在列表中间插入/删除元素，那就不好了，因为这将需要对整个列表进行打乱，这可能需要一些时间。

链接列表和类似列表

• 链表
• 队列
• 堆栈

如果您不想访问中间的元素，则链接列表非常有用，因为这将花费 O(N) 时间。如果您想在中间插入/删除元素，那就太好了，因为它只涉及更改几个指针。

队列和堆栈有些特殊，因为它们针对 FIFO 和 FILO 行为（分别为先进先出和先进先出）进行了优化。

Answer 5

如果您从MSDN doco for System.Collections 开始，您可以深入了解各个集合类型，以获取有关这些“列表”以及如何使用它们的更多详细信息。例如，Hashtable 的文档说：“表示基于键的哈希码组织的键/值对的集合。”

Understanding Generics 中也有关于 System.Collections.Generic 的精彩讨论。

Answer 6

List 是可排序的，但不建议公开。

Collection 是一个基本的、没有多余装饰的集合。

Dictionary 是键值对的集合（很像旧的哈希表，但现在是通用的）。

KeyedCollection 是一个字典，可以从值中确定键（这是一个抽象，所以你必须继承它并支持GetKey函数）

ReadOnlyCollection 是一个特殊的集合，内容不能修改。

ArrayList 和 HashTable 从 .NET 2.0 开始基本上已经过时了。

Answer 7

除了到目前为止的出色答案之外，还有更多收藏可通过C5 Generic Collection Library 获得。在根据您的要求决定使用什么时，文档（也在他们的网站上）可能会有所帮助。

Answer 8

MSDN 有一篇名为 Selecting a Collection Class 的文章，我发现在尝试找出在给定情况下使用哪种集合时非常有用。

Answer 9

这些是各种类型的general data structures 示例。这些数据结构在软件工程中无处不在。

Answer 10

如果您在代码窗口中输入System.collections.Generic.，Intellisense 会向您显示每个的简短描述。不要忘记尾随句点。哦，还有System.Collections.ObjectModel.。从那里您应该能够从 MSDN 获得有关任何看起来很有希望的信息的更多信息。