当前位置： 首页 > java >正文

C# 集合（Collection）

java 2025/7/22 5:38:20

一、集合概述

C# 集合是用于数据存储和检索的类，主要用于动态管理数据（如动态分配内存、灵活增删元素等）。大多数集合类实现了相同的接口（如IEnumerable、ICollection等），支持栈、队列、列表、哈希表等数据结构。

集合与数组的核心区别：

特性数组（Array）集合（Collection）
类型限制固定类型（object[]除外）部分类型固定（如List<T>），部分可存任意类型（如ArrayList）
长度特性固定长度，创建后不可变动态长度，可自动扩容 / 缩容
内存布局连续内存块非连续（多数集合）
性能访问速度快（直接索引）增删改效率高（避免数组扩容开销）
装箱拆箱无（值类型直接存储）非泛型集合有（如ArrayList存储值类型时）

二、常用集合类型详解

1. 动态数组（ArrayList）

  • 命名空间：System.Collections

  • 特性：

    • 类型不固定：可存储任意类型数据（值类型需装箱，取出需拆箱）

    • 长度不固定：动态扩容 / 缩容

  • 常用属性：

    • Count：获取元素个数

  • 常用方法：

    • Add(object value)：末尾添加元素

    • AddRange(ICollection c)：末尾添加集合元素

    • Insert(int index, object value)：指定索引插入元素

    • Remove(object value)：删除第一个匹配元素

    • Clear()：清空所有元素

    • Contains(object value)：判断是否包含指定元素

  • 示例关键操作：

    ArrayList list = new ArrayList() { 1, "hello", true }; // 存储任意类型
list.Add(3.14); // 动态添加
Console.WriteLine(list[0]); // 通过索引访问（返回object类型，需强转）
foreach (var item in list) { ... } // 遍历

2. 泛型集合（List<T>）

  • 命名空间：System.Collections.Generic

  • 特性：

    • 类型固定：仅能存储指定类型（T），避免装箱拆箱

    • 长度不固定：动态扩容

  • 常用属性：

    • Count：元素个数

  • 常用方法：

    • 基础方法：Add(T item)、AddRange(IEnumerable<T> collection)、Insert(int index, T item)等（与ArrayList类似）

    • 高阶方法：Find(Predicate<T> match)、FindAll(Predicate<T> match)、Sort()等

  • 示例关键操作：

    List<int> nums = new List<int>() { 1, 2, 3 }; // 仅存int类型
nums.Add(4);
int first = nums.Find(n => n > 2); // 查找第一个大于2的元素

3. 字典（Dictionary<TKey, TValue>）

  • 命名空间：System.Collections.Generic

  • 特性：

    • 键值对存储：每个元素包含Key（键）和Value（值）

    • 键唯一：同一字典中键不可重复

    • 类型固定：键和值的类型由TKey和TValue指定

  • 常用属性：

    • Count：键值对个数

    • Keys：获取所有键的集合

    • Values：获取所有值的集合

  • 常用方法：

    • Add(TKey key, TValue value)：添加键值对（键重复会报错）

    • Remove(TKey key)：删除指定键的键值对

    • ContainsKey(TKey key)：判断是否包含指定键

    • TryGetValue(TKey key, out TValue value)：安全获取值（避免键不存在时报错）

  • 示例关键操作：

    Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>() { { "a", 1 }, { "b", 2 } };
Console.WriteLine(dict["a"]); // 通过键访问值
foreach (KeyValuePair<string, int> item in dict) {Console.WriteLine($"键：{item.Key}，值：{item.Value}"); // 遍历键值对
}

4. 哈希表（Hashtable）

  • 命名空间：System.Collections

  • 特性：

    • 键值对存储：键和值均为object类型（可存任意类型）

    • 键唯一：通过哈希算法快速查找（类似Dictionary的非泛型版本）

  • 常用属性：

    • Count：元素个数

    • Keys：所有键的集合

    • Values：所有值的集合

  • 常用方法：

    • Add(object key, object value)：添加键值对

    • Remove(object key)：删除指定键的元素

    • ContainsKey(object key)：判断是否包含指定键

  • 示例关键操作：

    Hashtable ht = new Hashtable() { { 1, "one" }, { "two", 2 } };
Console.WriteLine(ht[1]); // 访问值（需注意类型转换）

5. 排序列表（SortedList）

  • 命名空间：System.Collections

  • 特性：

    • 键值对存储，自动按键排序（升序）

    • 支持双重访问：通过索引（类似数组）或键（类似哈希表）访问

    • 键类型必须一致（否则无法排序，会报错）

  • 常用属性：

    • Count：元素个数

    • Capacity：容量（可手动设置）

  • 常用方法：

    • Add(object key, object value)：添加键值对（自动排序）

    • GetByIndex(int index)：通过索引获取值（索引 0 对应最小键的元素）

    • GetKey(int index)：通过索引获取键

  • 示例关键操作：

    SortedList sl = new SortedList() { { 3, "c" }, { 1, "a" }, { 2, "b" } };
Console.WriteLine(sl.GetByIndex(0)); // 输出"a"（键1最小，索引0）
Console.WriteLine(sl[3]); // 输出"c"（通过键访问）

6. 堆栈（Stack）

  • 命名空间：System.Collections

  • 特性：

    • 后进先出（LIFO）：最后添加的元素最先被移除

    • 操作术语：入栈（Push）、出栈（Pop）、查看栈顶（Peek）

  • 常用属性：

    • Count：元素个数

  • 常用方法：

    • Push(object obj)：入栈（添加到栈顶）

    • Pop()：出栈（移除并返回栈顶元素）

    • Peek()：查看栈顶元素（不删除）

  • 示例关键操作：

    Stack stack = new Stack();
stack.Push(1);
stack.Push(2); // 栈顶为2
Console.WriteLine(stack.Pop()); // 输出2（栈顶元素出栈）

7. 队列（Queue）

  • 命名空间：System.Collections

  • 特性：

    • 先进先出（FIFO）：最先添加的元素最先被移除

    • 操作术语：入队（Enqueue）、出队（Dequeue）

  • 常用属性：

    • Count：元素个数

  • 常用方法：

    • Enqueue(object obj)：入队（添加到队尾）

    • Dequeue()：出队（移除并返回队首元素）

    • Peek()：查看队首元素（不删除）

  • 示例关键操作：

    Queue queue = new Queue();
queue.Enqueue("a");
queue.Enqueue("b"); // 队首为"a"，队尾为"b"
Console.WriteLine(queue.Dequeue()); // 输出"a"（队首元素出队）

三、集合对比总结

集合类型类型是否固定长度是否固定核心特性长度表示典型用途
数组（Array）固定固定连续内存，索引访问快Length存储固定长度、同类型数据
ArrayList不固定不固定动态数组，可存任意类型Count存储无类型限制的动态数据
List<T>固定（T）不固定泛型动态列表，类型安全Count存储同类型动态数据（推荐）
Dictionary<TKey,TValue>固定不固定键值对，键唯一，查询快Count需通过键快速查找值的场景
Hashtable不固定不固定非泛型键值对，哈希查找Count兼容旧代码的键值对存储
SortedList键类型固定不固定键值对，自动按键排序Count需要排序的键值对场景
Stack不固定不固定后进先出（LIFO）Count回溯、表达式求值等
Queue不固定不固定先进先出（FIFO）Count消息队列、任务调度等

四、作业解析

1. 求集合中数字的平均值

// 思路：用List<int>存储数字，求和后除以元素个数
List<int> nums = new List<int>() { 1, 2, 3, 4, 5 };
int sum = 0;
foreach (int num in nums) sum += num;
double avg = (double)sum / nums.Count;
Console.WriteLine("平均值：" + avg); // 输出3

2. 生成 10 个不重复的随机数（0-9）

// 思路：用HashSet（自动去重）或List+Contains检查重复
Random random = new Random();
List<int> result = new List<int>();
while (result.Count < 10) {int num = random.Next(0, 10); // 生成0-9的随机数if (!result.Contains(num)) { // 检查是否重复result.Add(num);}
}
// 输出结果
foreach (int num in result) Console.Write(num + " ");

3. 分离数组中的奇数和偶数并输出

// 思路：遍历数组，按奇偶分入两个集合
int[] num = { 1, 3, 5, 6, 8, 100, 20, 11 };
List<int> odds = new List<int>(); // 奇数集合
List<int> evens = new List<int>(); // 偶数集合
​
foreach (int n in num) {if (n % 2 == 1) odds.Add(n);else evens.Add(n);
}
​
// 输出：奇数在左，偶数在右
foreach (int o in odds) Console.Write(o + " ");
Console.Write(" | ");
foreach (int e in evens) Console.Write(e + " ");
// 输出：1 3 5 11  | 6 8 100 20

4. 将用户输入的字符串转为字符数组

// 思路：通过foreach遍历字符串，逐个字符添加到数组
Console.WriteLine("请输入字符串：");
string input = Console.ReadLine();
char[] chars = new char[input.Length]; // 初始化与字符串等长的字符数组
​
int index = 0;
foreach (char c in input) {chars[index] = c;index++;
}
​
// 验证输出
foreach (char c in chars) Console.Write(c + " ");

5. 删除数组中重复的值

// 思路：用HashSet去重（自动过滤重复），再转回数组
string[] stringArray = { "aaa", "bbb", "aaa", "ccc", "bbb", "ddd", "ccc", "aaa", "bbb", "ddd" };
HashSet<string> uniqueSet = new HashSet<string>(stringArray); // 去重
string[] result = uniqueSet.ToArray(); // 转回数组
​
// 输出去重后结果
foreach (string s in result) Console.Write(s + " ");
// 输出：aaa bbb ccc ddd （顺序可能不同）
http://www.xdnf.cn/news/15892.html

相关文章：

  • Playwright-MCP浏览器会话复用全解析
  • 企业管理效能提升之道——固定资产管理的价值体现
  • Flutter和Kotlin的对比
  • 北京-4年功能测试2年空窗-报培训班学测开-第五十六天
  • 【Docker#3】Window 和 Linux 上 docker安装 相关知识
  • 算法训练营day25 回溯算法④ 补充联系题目 332.重新安排行程、51. N皇后、37. 解数独
  • 【详细笔记】两类曲线积分转换
  • 14.多播与广播
  • ESMFold 安装教程
  • Linux主机 -＞多机器登录
  • 尚庭公寓--------登陆流程介绍以及功能代码
  • PostgreSQL 字段类型速查与 Java 枚举映射
  • XSS的介绍
  • LWJGL教程（3）——时间
  • JWT原理及利用手法
  • 基于单片机倾角测量仪/角度测量/水平仪
  • spring-ai-alibaba如何上传文件并解析
  • 【高等数学】第四章 不定积分——第四节 有理函数的积分
  • 元学习算法的数学本质：从MAML到Reptile的理论统一与深度分析
  • 人脸识别：AI 如何精准 “认人”？
  • 【新手向】PyTorch常用Tensor shape变换方法
  • Spring Boot 订单超时自动取消的 3 种主流实现方案
  • 响应式编程入门教程第九节：UniRx 高级特性与自定义
  • LeetCode｜Day20｜9. 回文数｜Python刷题笔记
  • DOM型XSS破坏
  • PID控制原理分析及应用（稳态误差详细分析）（一）
  • 如何升级Docker部署的Dify
  • API接口签名和敏感信息加密使用国密SM方案
  • 数据结构——时间复杂度
  • Python知识点4-嵌套循环break和continue使用死循环