C#的集合类型是什么？有哪些常用集合？-C#.Net教程-PHP中文网

C#集合通过动态大小和丰富操作解决数组固定大小与类型不安全问题，常用泛型集合如List<T>、Dictionary<TKey,TValue>和HashSet<T>分别适用于有序存储、键值查找和元素去重场景，选择时需权衡访问模式、唯一性、性能及线程安全因素。

c#的集合类型是什么？有哪些常用集合？

C#的集合类型，说白了，就是用来更灵活、更高效地存储和管理一组数据的容器。它们比传统的数组功能要强大得多，能够动态地调整大小，并且提供了各种便捷的操作方法，比如添加、删除、查找、排序等。在我看来，掌握这些集合类型是C#开发中一个非常基础但又极其关键的技能，因为几乎所有的应用都会涉及到数据的批量处理。我们最常用到的，无非就是

List<T>

登录后复制

（列表）、

Dictionary<TKey, TValue>

登录后复制

（字典）和

HashSet<T>

登录后复制

（哈希集）这几类。

解决方案

理解C#的集合类型，核心在于把握它们如何解决数组的局限性，以及每种集合类型在特定场景下的优势。C#的集合主要位于

System.Collections

登录后复制

和

System.Collections.Generic

登录后复制

命名空间下。早期的非泛型集合（如

ArrayList

登录后复制

、

Hashtable

登录后复制

）虽然也能用，但在现代C#开发中，我们几乎总是推荐使用泛型集合。泛型集合（

List<T>

登录后复制

、

Dictionary<TKey, TValue>

登录后复制

等）提供了类型安全，避免了装箱和拆箱带来的性能损耗，代码也更清晰、更易维护。

它们本质上是围绕着“如何组织数据以便快速访问和操作”这个核心问题设计的。比如，如果你需要一个可以随时增减元素、并按索引访问的序列，

List<T>

登录后复制

就是首选；如果你需要根据一个唯一的键快速查找对应的值，

Dictionary<TKey, TValue>

登录后复制

则无出其右；而如果你只关心元素是否存在，并且需要保证集合中没有重复项，那么

HashSet<T>

登录后复制

就能大显身手。每一种集合都有其特定的内部实现机制（比如数组、哈希表、链表等），这些机制决定了它们在不同操作（添加、删除、查找）上的性能表现。

为什么C#集合是现代开发不可或缺的，它们与传统数组有何根本区别？

在我看来，数组固然是基础，但它的局限性在实际开发中很快就会暴露出来。最明显的一点是，数组一旦创建，大小就是固定的。这意味着如果你需要存储更多数据，就得创建一个更大的新数组，然后把旧数组的数据复制过去，这不仅麻烦，而且效率不高。其次，传统数组在处理异构数据时，如果不是

object[]

登录后复制

，就得面对类型转换的问题，而

object[]

登录后复制

又会带来装箱/拆箱的性能开销和潜在的运行时错误。

集合类型，特别是泛型集合，完美地解决了这些痛点。首先，它们大多是动态大小的，比如

List<T>

登录后复制

，当容量不足时，它会自动扩容，这让开发者省心不少。其次，泛型集合提供了强大的类型安全。例如，

List<string>

登录后复制

只能存储字符串，编译器会在编译时就检查类型错误，而不是等到运行时才报错。这大大提升了代码的健壮性。再者，集合提供了丰富的API，比如

List<T>

登录后复制

有

Add

登录后复制

、

Remove

登录后复制

、

Contains

登录后复制

、

Sort

登录后复制

等方法，

Dictionary<TKey, TValue>

登录后复制

有

Add

登录后复制

、

Remove

登录后复制

、

ContainsKey

登录后复制

等，这些都是数组不具备的，极大地简化了数据操作。

简单来说，数组是底层、高性能的固定大小数据块，适合已知大小且不常变动的数据。而集合则是上层、功能丰富、灵活多变的数据结构，适合绝大多数动态数据管理的需求。

C#中常用的泛型集合类型有哪些？它们各自适用于哪些典型场景？

当我们谈到C#的常用集合，我脑海里立刻浮现出几个明星选手，它们几乎覆盖了日常开发中的大部分数据存储需求。

```
List<T>
```
登录后复制
：动态数组的王者
- 特点： 这是一个基于数组实现的动态列表，可以存储任意数量的
```
T
```
  登录后复制
  类型对象。它支持通过索引进行快速随机访问，添加元素到末尾也很快。
- 适用场景：
  - 需要维护一个元素的有序序列，并且经常在末尾添加或删除元素。
  - 需要通过索引快速访问元素，比如
```
myList[0]
```
    登录后复制
    。
  - 对元素的顺序有要求。
- 示例：
```
List<string> names = new List<string>();
names.Add("Alice");
names.Add("Bob");
Console.WriteLine(names[0]); // 输出 Alice
```
  登录后复制
```
Dictionary<TKey, TValue>
```
登录后复制
：键值对存储的利器
- 特点： 这是一个基于哈希表实现的键值对集合。每个元素都由一个唯一的键（
```
TKey
```
  登录后复制
  ）和一个值（
```
TValue
```
  登录后复制
  ）组成。它的最大优势在于通过键查找值非常快，平均时间复杂度接近O(1)。
- 适用场景：
  - 需要根据一个唯一的标识符（键）快速查找对应的数据（值）。
  - 存储配置信息，比如
```
Dictionary<string, string>
```
    登录后复制
    来存储
```
设置名-设置值
```
    登录后复制
    。
  - 构建查找表，将某个ID映射到对应的对象。
- 示例：
```
Dictionary<int, string> users = new Dictionary<int, string>();
users.Add(1, "Alice");
users.Add(2, "Bob");
Console.WriteLine(users[1]); // 输出 Alice
if (users.ContainsKey(3)) { /* ... */ }
```
  登录后复制
```
HashSet<T>
```
登录后复制
：确保元素唯一性的高手
- 特点： 同样基于哈希表实现，但它只存储单个元素，并且保证集合中的所有元素都是唯一的。如果尝试添加一个已经存在的元素，
```
Add
```
  登录后复制
  方法会返回
```
false
```
  登录后复制
  ，并且不会添加重复项。查找、添加、删除的性能也非常好，平均时间复杂度接近O(1)。
- 适用场景：
  - 需要存储一组不重复的元素。
  - 快速检查某个元素是否存在于集合中。
  - 进行集合操作，如求并集、交集、差集等。
- 示例：
```
HashSet<int> uniqueNumbers = new HashSet<int>();
uniqueNumbers.Add(1);
uniqueNumbers.Add(2);
uniqueNumbers.Add(1); // 不会添加，返回 false
Console.WriteLine(uniqueNumbers.Contains(2)); // 输出 True
```
  登录后复制

除了这些，还有一些也很常用，但可能不如上面三者那么频繁：

集简云

软件集成平台，快速建立企业自动化与智能化

查看详情

```
Queue<T>
```
登录后复制
：先进先出（FIFO）的队列
- 特点： 模拟排队机制，第一个进入的元素也是第一个出去的。
- 适用场景： 任务调度、消息处理、广度优先搜索等。
```
Stack<T>
```
登录后复制
：后进先出（LIFO）的栈
- 特点： 模拟堆叠机制，最后一个进入的元素是第一个出去的。
- 适用场景： 撤销操作、表达式求值、深度优先搜索等。

选择哪种集合，真的要看你的具体需求。没有最好的，只有最适合的。

在选择C#集合类型时，我应该考虑哪些关键因素，以确保最佳性能和可维护性？

选择合适的集合类型，这可不是拍脑袋就能决定的事。我个人觉得，这更像是在权衡各种利弊，需要深入思考你的数据访问模式、性能要求以及未来的扩展性。这里有几个我通常会考虑的关键点：

数据访问模式：如何获取和操作数据？
- 按索引访问？ 如果你需要像数组那样，通过
```
myCollection[index]
```
  登录后复制
  来快速获取元素，那么
```
List<T>
```
  登录后复制
  是你的不二之选。它的随机访问性能极佳。
- 按键查找？ 如果你的数据有一个唯一的标识符，并且你需要根据这个标识符快速找到对应的值，那么
```
Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  就非常合适。它的查找效率在绝大多数情况下都非常高。
- 迭代遍历？ 如果你只是需要遍历所有元素，而不需要随机访问或按键查找，那么大多数集合都能满足，但如果顺序不重要且需要唯一性，
```
HashSet<T>
```
  登录后复制
  可能更优。
- 先进先出/后进先出？ 如果你的业务逻辑严格遵循队列（FIFO）或栈（LIFO）的原则，那就直接用
```
Queue<T>
```
  登录后复制
  或
```
Stack<T>
```
  登录后复制
  ，它们的设计就是为了这些场景。
元素唯一性要求：数据能否重复？
- 如果你需要确保集合中的每个元素都是唯一的，不接受重复项，那么
```
HashSet<T>
```
  登录后复制
  是专门为此设计的。它能高效地处理去重和判断元素是否存在。
- 如果允许重复，或者重复与否不是你的主要关注点，那么
```
List<T>
```
  登录后复制
  或
```
Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  （值可以重复，键必须唯一）会更合适。
性能考量：哪些操作是高频的？
- 添加/删除操作：
  - ```
  List<T>
```
  登录后复制
  在末尾添加元素很快，但在中间插入或删除元素会涉及到大量元素移动，性能会下降。
- ```
LinkedList<T>
```
    登录后复制
    （链表）在任意位置插入或删除元素都非常快，但随机访问性能差。
  - ```
  Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  和
```
  HashSet<T>
```
  登录后复制
  在添加、删除、查找操作上，平均性能都非常高（接近O(1)），但在最坏情况下（哈希冲突严重）可能会退化。
- 查找操作：
  - ```
  Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  和
```
  HashSet<T>
```
  登录后复制
  的查找性能最好。
- ```
List<T>
```
    登录后复制
    的按值查找（
```
Contains
```
    登录后复制
    、
```
IndexOf
```
    登录后复制
    ）是线性扫描，性能相对较差（O(n)），但按索引查找是O(1)。
内存开销：数据量大时是否需要关注？
- 不同的集合有不同的内部结构，会导致不同的内存占用。例如，
```
LinkedList<T>
```
  登录后复制
  每个节点都需要额外的内存来存储前后节点的引用。
```
Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  和
```
HashSet<T>
```
  登录后复制
  为了性能，通常会预留一些空间，也可能比紧凑的数组占用更多内存。对于极大数据量的场景，这可能是一个需要考虑的因素。
线程安全：多线程环境下如何处理？
- 注意了，这是一个大坑！ .NET Framework中
```
System.Collections.Generic
```
  登录后复制
  下的所有标准集合类型（
```
List<T>
```
  登录后复制
  、
```
Dictionary<TKey, TValue>
```
  登录后复制
  等）都不是线程安全的。这意味着在多线程环境下，如果没有适当的同步机制，对这些集合的并发读写操作会导致数据损坏或运行时异常。
- 如果你的应用涉及多线程并发访问，你需要：
  - 手动加锁（
```
lock
```
    登录后复制
    关键字）。
  - 使用
```
System.Collections.Concurrent
```
    登录后复制
    命名空间下的线程安全集合，如
```
ConcurrentBag<T>
```
    登录后复制
    、
```
ConcurrentDictionary<TKey, TValue>
```
    登录后复制
    、
```
ConcurrentQueue<T>
```
    登录后复制
    、
```
ConcurrentStack<T>
```
    登录后复制
    。这些集合在内部实现了高效的无锁或细粒度锁机制，通常比手动加锁性能更好。