前言

　　前面幾篇文章講了泛型、講了陣列，都有提到集合，這一節重點對集合進行詳細解說。本文主要使用各種集合型別。以至於評估其效能，針對不同的場景選擇不同的集合使用。

集合分類詳解

一、列表

　　列表的建立

var    intList=new   List<int>();

　　建立一個容量為10 的集合

List<int>   intList=new   List<int>(10);

　　列表初始值設定項

var intList = new List<int>() { 1,2};

　　新增元素(通過使用Add方法進行元素新增)

var    intList=new   List<int>();

inList.Add(1);

var intList = new List<int>();

intList.AddRange(new List<int>(){ 1,2,3});

　　插入元素(使用insert方法插入元素)

var intList = new List<int>();

intList.Insert(3, 3);

var intList = new List<int>();

intList.InsertRange(3, new List<int>() { 1,2,3});

　　訪問元素(通過下表去實現訪問或者迴圈遍歷)

var intList = new List<int>();

    intList.AddRange( new List<int>() { 1,2,3});

    var answer = intList[2];

    foreach (var item in intList)

     {

       Console.WriteLine(item);

 }

　　刪除元素(通過RemoveAt指定刪除某一位置的值)

var intList = new List<int>();

intList.AddRange( new List<int>() { 1,2,3,4});

intList.RemoveAt(3);

　　搜尋(通過IndexOf訪問指定位置的值，可以使用的方法IndexOf()、LastIndexOf()、FindLastIndex()、Find()、FindLast())

var intList = new List<int>();

intList.AddRange( new List<int>() { 1,2,3,4});

int indenx = intList.IndexOf(3);

二、佇列

　　佇列是其元素以先進先出（FirstIn，FirstOut，FIFO）的方式來處理的集合，先放入佇列中的元素會先讀取。佇列的例子比比皆是。排隊買票，食堂排隊打飯，先到先買，先到先打飯。

　　佇列使用System.Collections.Generic名稱空間中的泛型類Queue<T>來實現的。這個型別類似於List<T>。佇列類使用Enqueue()方法在佇列的一段插入元素，使用Dequeue()方法在另一端讀取元素並刪除。

Queue<string> qa = new Queue<string>();

 qa.Enqueue("第一個進");

qa.Dequeue();

　　其中使用Count()返回佇列中的元素總數，使用Peek()方法從佇列頭部讀取一個元素，但不刪除它。使用TrimExcess()方法重新設定佇列的容量，Dequeue()雖然刪除了元素，但不會重新設定容量。要從佇列頭部去除空元素，應使用TrimExcess()方法

三、棧

　　棧是與佇列非常相似的另一個容器，知識使用不同的方法訪問棧，而且棧的元素屬於最後新增的元素最先讀取也就是後進先出（LastIn,FirstOut,LIFO）。

　　與Queue<T>類似，棧使用Stack<T>來實現，其中Push()在棧中新增元素，用Pop()方法獲取最近新增的元素。

Stack<string> qa = new Stack<string>();

qa.Push("第一個進");

qa.Pop();

　　其中其他方法與Queue<T>類似，使用Count()返回佇列中的元素總數，使用Peek()方法從佇列頭部讀取一個元素，但不刪除它。使用Contains()確定某個元素是否存在於棧中，存在則返回True

四、有序列表

　　如果需要基於鍵對所需的集合進行排序，就可以使用SortedList<TKey,TValue>類。這個類按照鍵給的元素排序，這個集合中的值和鍵都可以使用任意型別。

　　下面先建立一個空列表，然後通過Add()方法進行新增元素。然後輸出結果。我們看下圖可以發現自動幫我們已經排序好了然後輸出的。

static void Main(string[] args)

        {

            var test = new SortedList<string, string>();

            test.Add("First","Code1");

            test.Add("Two", "Code2");

            test.Add("A", "Code3");

            foreach (var item in test)

            {

                Console.WriteLine(item.Key+":"+ item.Value);

            }

        }

五、字典

　　字典表示一種複雜的資料結構，這種資料結構允許按照某個鍵來訪問元素。字典也稱為對映或散列表。字典的主要特性是能根據鍵快速查詢值。也可以自由新增和刪除元素，這有點像List<T>，但沒有在記憶體中移動後續元素的效能開銷。

字典的初始化：

var dict = new Dictionary<int, string>() { {1,"第一個" },{2,"第二" } };

新增和輸出訪問

  dict.Add( 3,"第一個" );

    foreach (var item in dict)

    {

        Console.WriteLine("Key:"+item.Key+" Value:"+ item.Value);

}

　　有序字典SortedDictionary<TKey,TValue>是一個二叉搜尋樹，其中的元素根據建排序。和前面講的SortedList<TKey,TValue>的功能類似。但是SortedList<TKey,TValue>是基於陣列的列表，而有序字典類為一個字典。多以它們也有不同之處：

• •  SortedList<TKey,TValue>使用的記憶體比SortedDictionary<TKey,TValue>少
  •  SortedDictionary<TKey,TValue>的元素插入和刪除比較快
  •  在用已排好序的資料填充集合時，若不需要修改容量，SortedList<TKey,TValue>就比較快

六、集

　　包含不重複元素的的集合稱為”集(set)”，.Net Core 包含兩個集(HashSet<T>和SortedSet<T>)，它們都實現ISet<T>介面，HashSet<T>集包含不重複元素的無序列表，SortedSet<T>集包含不重複元素的有序列表。

　　ISet<T>介面提供的方法可以建立合集、交集，或者給出一個集是另一個集的超集或子集的資訊。

 static void Main(string[] args)
        {
            var teams = new HashSet<string>() { "one","two","three"};
            var teams1= new HashSet<string>() { "開始","one", "two", "three" };

            //Add方法如果集中存在該元素則不新增，返回bool值
            if (!teams.Add("one"))
            {
                Console.WriteLine("one 已經存在集中");
            }

            //IsSubsetOf方法判斷teams集合中的元素是否都包含在teams1中，返回bool值
            if (teams.IsSubsetOf(teams1))
            {
                Console.WriteLine("teams中的值都包含在teams1中");
            }
 

            //IsSupersetOf方法判斷teams1集合是否是teams集合超集，返回bool值
            if (teams1.IsSupersetOf(teams))
            {
                Console.WriteLine("teams1是teams的超集");
            }


            //Overlaps方法判斷teams集合與teams是否存在重疊的元素，返回bool值
            if (teams.Overlaps(teams1))
            {
                Console.WriteLine("teams與teams1有重疊元素");
            }

        }

總結

　　許多的集合都提供了相同的功能，例如SortedList類與SortedDictionary類的功能幾乎完全相同。但是其效能常常差別非常巨大，一個集合使用的記憶體少，另一個元素檢索起來速度快，在MSDN文件中，集合的方法常常有效能的提示，給出以O記號表示的操作時間：

• •  O(1)
  •  O(log n)
  •  O(n)

　　O(1)表示無論集合中有多少資料項，這個操作需要的時間都不變，例如，ArrayList類的Add()方法就具有這個行為，無論列表有多少個集合，在列表末尾新增一個新元素的時間都相同。

　　O(n)表示對於集合執行一個操作需要的時間最壞的情況是N，如果需要重新給集合分配記憶體，ArrayList類的Add()方法就是一個O(n)操作。改變容量，需要複製列表，複製的時間隨元素的增加而線性的增加。

　　O(log n)表示操作需要的時間隨集合中元素的增加而增加，但每個元素要增加的時間不是線性的，而是呈對數曲線。在集合中執行插入操作時，SortedDictionary<TKey,TValue>集合類具有O(log n)行為，而SortedList<TKey,TValue>集合具有O(n)行為，這裡SortedDictionary<TKey,TValue>集合類就要快的多，因為樹形結構中插入元素的效率比列表高的多。

　　下面表格中則列出了集合類及其執行不同操作的效能。可以使用這個表選擇效能最佳的集合類進行使用。

　　　　　　最糟糕的是人們在生活中經常受到錯誤志向的阻礙而不自知，真到擺脫了那些阻礙時才能明白過來。——歌德

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