集合和数据结构

• 前言
• 集合和数据结构的基本概念
• • 命名空间
• 列表类集合
• • 列表类集合：数组列表
  • 列表类集合：列表List
  • 双向链表LinkedList
• 字典类集合
• • 字典类集合类型
  • 哈希表Hashtable
  • 字典类集合：Dictionary
  • 排序列表
  • SortedList
  • 排序字典SortedDictionary
• 队列集合类型
• 堆栈集合类型
• 散列集合
• • 用于集合运算的方法：
  • 用于测试集合的方法：
• 位集合
• • BitArray 类
  • BitVector32类
• 专用集合

前言

集合和数据结构的基本概念

列表类集合

字典类集合

队列集合类型

堆栈集合类型

散列集合

位集合

集合和数据结构的基本概念

命名空间

• System.Collections
  对象：列表/链表、位数组、哈希表、队列和堆栈

• System.Collections.Generic
  定义泛型集合的接口和类

• System.Collections.Specialized
  包含专用的集合

列表类集合

• 列表类集合类型基于IList接口，集合中的每个元素都只包含一个值

• 列表类集合类型包括：

Array
ArrayList集合类型
List集合类型

列表类集合：数组列表

ArrayList或List
用于构建复杂的数组或列表集合，始终一维
容量可根据需要自动扩充
提供添加、插入或移除某一范围元素的方法

添加、删除、查找、数据排序、拷贝和转换、元素数容量和实际数ArrayList al = new ArrayList();al. Add(1);
al. Insert(1,”A”);
al. Remove(3);
al. RemoveAt(2);
……

列表类集合：列表List

List
对应于 ArrayList 的泛型类
表示可通过索引访问的对象的强类型列表
该类使用大小可按需动态增加的数组实现 IList泛型接口
提供用于对列表进行搜索、排序和操作的方法

List weekdays = new List();
weekdays. Add("Monday"); 
……
weekdays. Insert(1, "Tuesday");

双向链表LinkedList

• 通用链表，提供LinkedListNode类型的单独节点
• LinkedListNode属性Previous 和Next用于访问其前后节点
• LinkedListNode属性Value用于获取节点的值
• 属性List用于获取节点所属的LinkedList
• LinkedList属性First和Last表示第一个和最后一个节点

LinkedList list = new LinkedList(); //创建双向链表
list.AddFirst(0); list.AddLast(8);
LinkedListNode lln1 = new LinkedListNode(1); //创建节点
LinkedListNode lln2 = new LinkedListNode(2); //创建节点
list.AddFirst(lln1); list.AddLast(lln2);
list.AddBefore(list.Last, 33); list.AddAfter(list.Last, 25);
LinkedListNode mark1 = list.Find(8); //查找节点
list.AddBefore(mark1, 11);
LinkedListNode node = list.First; //输出列表内容

字典类集合

字典类集合类型

基于IDictionary/IDictionary 接口
集合中的每个元素都包含键/值对

Hashtable集合类型
Dictionary 集合类型
SortedList集合类型
SortedList集合类型
SortedDictionary 集合类型

哈希表Hashtable

键/值（key/value）对的集合，根据键的哈希代码进行组织
key和value键值均为object类型

每个键（key）必须是唯一的
添加后键（key）就不能更改
键（key）不能为 null 引用，但值（value）可以

字典类集合：Dictionary

• TKey表示字典中的键的类型
• TValue表示字典中的值的类型
• 集合中的每个元素都是一个KeyValuePair结构，由一个值及其相关联的键组成
• 提供了从一组键到一组值的映射

排序列表

• 键/值（key/value）对的集合，按键排序，可按键和索引访问

• 集合中的每个元素都是一个可作为DictionaryEntry对象进行访问的键/值对

• 添加和移除元素时，元素会按正确的排序顺序插入或移除，同时索引也进行相应的调整

SortedList

• 泛型类，表示键/值（key/value）对的集合

• 以基于键的排序顺序维护元素，并可按照键和索引访问

• 提供了从一组键到一组值的映射

• 每个元素都是一个KeyValuePair结构

元素对象查找的方法Contains、ContainsKey、ContainsValue、IndexOfKey和IndexOfValue
对象设置和获取的方法GetByIndex、GetKey、GetKeyList、GetValueList和SetByIndex

排序字典SortedDictionary

SortedList使用的内存较少
SortedDictionary可对未排序的数据执行更快的插入和移除

SortedList list = new SortedList(); //创建List实例对象
list.Add(5, "Friday"); 
list.Remove(7);  //使用Remove方法删除索引7位置的元素
list.RemoveAt(5); ……SortedList list = new SortedList();
list.Add("txt", "notepad.exe"); ……SortedDictionary list = new SortedDictionary();
list.Add("txt", "notepad.exe"); ……

• 添加元素的方法——Add;
• 删除元素的方法——Remove, Clear
• 元素对象查找方法——Contains,ContainKey,ContainValue
• Count属性——表中键/值对数目
• Keys属性——键的集合
• Values属性——值的集合

队列集合类型

• Queue类和Queue泛型类表示对象的先进先出集合

• 存储在Queue中的对象在一端（Queue 的结尾处）插入，从另一端（Queue的开始处）移除

堆栈集合类型

Stack类和Stack泛型类表示对象的简单的后进先出非泛型集合
Stack采用循环缓冲区方式实现对象的增删

散列集合

• HashSet泛型类
• set 集合，实现 ICollection 接口和 ICollection泛型接口
• 集是一组不重复出现且无特定顺序的元素、

用于集合运算的方法：

UnionWith（并集）
IntersectWith（交集）
ExceptWith（差集）
SymmetricExceptWith（对称差集）

用于测试集合的方法：

IsProperSubsetOf、IsProperSupersetOf、IsSubsetOf、IsSupersetOf、Overlaps和SetEquals

位集合

元素为位标志的集合，其元素都是一位，而不是一个对象

BitArray 类

• 管理位值的压缩数组，其容量可通过Length属性来控制
• 使用一个整数索引（始于0）访问此集合中的元素
• 设置/获取指定索引位置的值方法Set和SetAll/Get
• 筛选运算的方法：And，Or，Xor和Not

BitVector32类

• 值类型，在堆栈上分配；而BitArray 是引用类型，在堆上分配
• 性能更高

专用集合

NameValueCollection、StringDictionary和 StringCollection 等特殊用途的集合