雜湊表–HashSet

.Net3.5之後出現了HashSet，硬翻譯過來就是“雜湊集合”，跟“雜湊”兩字掛鉤說明這種集合的內部實現用到了雜湊演算法，用Reflector工具就可以發現HashSet和Dictionary <\TKey,TValue>使用了相同的儲存方式和雜湊衝突演算法，那麼，它跟Dictionary <\TKey,TValue>和Hashtable在使用上到底有什麼不同？

HashSet對集合運算的操作
HashSet是一個Set集合，雖然List、Collection也叫集合，但Set集合和它們卻大有不同。

HashSet提供了和“Set集合運算”相關的方法

IntersectWith (IEnumerable<T> other) （交集）

public void IntersectWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.IntersectWith(set2);

            foreach
 
 (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：2,3
        }
UnionWith (IEnumerable<T> other) （並集）

public void UnionWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int
 
> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.UnionWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：1,2,3,4
        }
ExceptWith (IEnumerable<T> other) （排除）

public void ExceptWithTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            set1.ExceptWith(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：1
        }

這些對集合的操作是List、Hashtable和Dictionary<\TKey,TValue>所缺少的，但是伴隨著Linq和擴充套件方法的出現，.net 3.5為泛型集合提供了一系列的擴充套件方法，使得所有的泛型集合具備了set集合操作的能力。

例如與HashSet的IntersectWith 方法對應的擴充套件方法是IEnumerable 的Intersect，兩者的區別是：

HashSet.IntersectWith 是對當前集合進行修改，沒有返回值；

IEnumerable.Intersect並不修改原集合，而是返回了一個新的集合。

例項程式碼如下：

public void IntersectTest()
        {
            HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

            IEnumerable<int> set3=set1.Intersect(set2);

            foreach (var item in set1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            foreach (var item in set3)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

            //輸出：o
            //set1 : 1,2,3
            //set3 : 2,3
        }

IEnumerable 其他的擴充套件方法也是一樣，都是不改變呼叫方法的陣列，而是產生並返回新的IEnumerable介面型別的陣列，當然你可以通過ToArray,ToList,ToDictionary將返回值轉換成你想要的集合型別。

至於如何使用這兩種集合操作方式，要取決於你的習慣和業務需求。

HashSet的特點
在3.5之前，想用雜湊表來提高集合的查詢效率，只有Hashtable和Dictionary<\TKey,TValue>兩種選擇，而這兩種都是鍵-值方式的儲存。但有些時候，我們只需要其中一個值，例如一個Email集合，如果用泛型雜湊表來儲存，往往要在Key和Value各儲存一次，不可避免的要造成記憶體浪費。而HashSet只儲存一個值，更加適合處理這種情況。

此外，HashSet的Add方法返回bool值，在新增資料時，如果發現集合中已經存在，則忽略這次操作，並返回false值。而Hashtable和Dictionary<\TKey,TValue>碰到重複新增的情況會直接丟擲錯誤。

從使用上來看，HashSet和線性集合List更相似一些，但前者的查詢效率有著極大的優勢。假如，使用者註冊時輸入郵箱要檢查唯一性，而當前已註冊的郵箱數量達到10萬條，如果使用List進行查詢，需要遍歷一次列表，時間複雜度為O（n），而使用HashSet則不需要遍歷，通過雜湊演算法直接得到列表中是否已存在，時間複雜度為O（1），這是雜湊表的查詢優勢，在上一篇中已提到。

HashSet的不能做的事情
HashSet是Set集合，它只實現了ICollection介面，在單獨元素訪問上，有很大的限制：

跟List相比，不能使用下標來訪問元素，如：list[1] 。

跟Dictionary<\TKey,TValue>相比，不能通過鍵值來訪問元素，例如：dic[key]，因為HashSet每條資料只儲存一項，並不採用Key-Value的方式，換句話說，HashSet中的Key就是Value，假如已經知道了Key，也沒必要再查詢去獲取Value，需要做的只是檢查值是否已存在。

所以剩下的僅僅是開頭提到的集合操作，這是它的缺點，也是特點。

總結
綜上可知，HashSet是一個Set集合，查詢上有較大優勢，但無法通過下標方式來訪問單個元素，這點會讓用慣了List的人（我就是），用起來很不順手。

HashSet有別於其他雜湊表，具有很多集合操作的方法，但優勢並不明顯，因為.net 3.5之後擴充套件方法賦予了泛型集合進行集合操作的能力，但擴充套件方法的集合操作往往返回新的集合，在使用習慣上，我個人更偏愛HashSet的操作方式。