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【读书笔记】C#高级编程 第十章 集合
（一）概述
数组的大小是固定的。如果元素个数是动态的，就应使用集合类。
List<T>是与数组相当的集合类。还有其它类型的集合：队列、栈、链表、字典和集。
（二）列表
1、创建列表
调用默认的构造函数，就可以创建列表对象。在泛型类List<T>中，必须为声明为列表的值指定类型。使用默认构造函数创建一个空列表。元素添加到列表后，列表的容量会扩大，每次添加元素达到容量上限后，容量将重新设置为原来的2倍。
例子：
List<string> strList = new List<string>();
如果列表的容量改变了，整个集合就要重新分配到一个新的内存块中。使用Capacity属性可以获取和设置集合的容量。
例子：
strList.Capacity = 100;
集合中的元素个数可以用Count属性读取。
例子：
var count= strList.Count;
可以调用TrimExcess()方法去除不需要的容量。
例子：
strList.TrimExcess();
但要注意的是，元素个数超过容量的90%，TrimExcess()方法就什么都不做。
（1）集合初始值设定项
还可以使用集合初始值设定项给集合赋值。
例子：
List<string> strList = new List<string>() { "zhangsan", "lisi" };
（2）添加元素
使用Add()方法可以给列表添加元素。
例子：
strList.Add("zhangsan");
使用AddAange()方法，可以一次性给集合添加多个元素。
例子：
strList.AddRange(new string[] { "lisi", "wangmazi" }); strList.AddRange(new List<string> { "zhaoliu", "qianqi" });
（3）插入元素
使用Insert()方法可以在指定位置插入元素。
例子：
strList.Insert(0, "begin");
使用InsertRange()提供了插入大量元素的功能。
例子：
strList.InsertRange(1, new string[] { "zhang", "li", "wang" });
（4）访问元素
实现了IList<T>和IList接口的所有类都提供了一个索引器，可以使用索引器，通过传递元素号来访问元素。
例子：
var str0 = strList[0];
处理使用foreach语句进行遍历以外，List<T>类还提供了了ForEach()方法，该方法返回void，参数为Action<T>。ForEach()方法遍历集合中的每一项，调用作为每一项的参数传递的方法。
例子：
List<string> strList = new List<string>(); strList.Add("zhangsan"); strList.AddRange(new string[] { "lisi", "wangmazi" }); strList.AddRange(new List<string> { "zhaoliu", "qianqi" }); strList.ForEach(Console.WriteLine); Console.ReadKey();
运行以上代码，结果如下：
将Console.WriteLine()方法作为参数传递给ForEach()方法。
（5）删除元素
删除元素时，可以利用索引，也可以传递要删除的元素。
例子：
strList.RemoveAt(1);
按索引删除比较快。
RemoveRange()方法可以从集合中删除许多元素。
strList.RemoveRange(0, 1);
还可以使用RemoveAll()方法删除有指定特定的所有元素，还可以使用ICollection<T>接口定义的Clear()方法。
（6）搜索
可以使用IndexOf()、LastIndexOf()、FindIndex()、FindLastIndex()、Find()、FindLast()。如果只检查元素是否存在，List<T>类提供了Exists()方法。
例子：
int index = strList.IndexOf("lisi");
（7）排序
List<T>类可以使用Sort()方法对元素排序。Sort()方法使用快速排序算法，比较所有的元素，值到整个列表排好序位为止。
（8）类型转换
使用List<T>类的ConvertAll<TOutput>()方法，可以把所有类型的集合转换为另一种类型。
例子：
List<object> objList = strList.ConvertAll<object>(s => s);
2、只读集合
List<T>集合中的AsReadOnly()方法返回ReadOnlyCollection<T>类型的对象。
（三）队列
队列(Queue<T>)是已先进先出（FIFO）的方式来处理的集合。队列只允许在队列中添加元素，该元素会放在队列的末尾（Enqueue()方法），从队列头部获取元素（使用Dequeue()方法）。
例子：
Queue<string> qu = new Queue<string>(); qu.Enqueue("zhangsan"); qu.Enqueue("lisi"); qu.Enqueue("wangmazi"); var dqu = qu.Dequeue(); Console.WriteLine(dqu);
运行以上代码，结果如下：
需要注意的是Dequeue()方法获取元素后会从队列中删除该元素，使用Peek()方法则仅获取不删除。使用枚举器不会改变元素的状态。因为Queue<T>类没有实现IList<T>接口，所以不能用索引器访问队列。
（四）栈
栈（Stack<T>）与队列(Queue<T>)很相似，只是最后添加到栈中的元素最先读取。栈是一个后进先出（LIFO）的容器。栈用Push()方法添加元素，用Pop()方法获取最近的元素。
例子：
Stack<string> st = new Stack<string>(); st.Push("zhangsan"); st.Push("lisi"); st.Push("wangmazi"); var pst = st.Pop(); Console.WriteLine(pst);
运行以上代码，结果如下：
需要注意的是Pop()方法获取元素后会从队列中删除该元素，使用Peek()方法则仅获取不删除。使用枚举器不会改变元素的状态。
（五）链表
LinkedList<T>是一个双向链表，其元素指向它前面和后面的元素。链表的优点是，插入列表中间位置会很快。缺点是只能一个一个访问。链表不能在列表中仅存储值，其还会包含上一个和下一个元素的信息。
LinkedList<T>类定义的成员可以访问链表中的第一个和最后一个元素（First和Last）、在指定位置插入元素（AddAfter()、AddBefore()、AddFirst()和AddLast()方法），删除指定位置元素（Remove()、RemoveFirst()和RemoveLast()方法）、从链表的开头（Find()方法）或结尾（FindLast()方法）开始搜索元素。
例子：
LinkedList<int> list = new LinkedList<int>(); list.AddFirst(2); list.AddFirst(1); list.AddLast(5); list.AddLast(6); list.AddAfter(list.Find(2),3); list.AddBefore(list.Find(5),4); foreach (var item in list) { Console.WriteLine(item); } list.RemoveLast(); Console.WriteLine("移除末尾元素后："); foreach (var item in list) { Console.WriteLine(item); }
运行以上代码，结果如下：
（六）有序列表
如果需要基于键对所需集合排序，就可以使用SortedList<TKey,TValue>类。这个类按照键给元素排序。
例子：
SortedList<string, string> list = new SortedList<string, string>(); list.Add("b", "lisi"); list.Add("a", "zhangsan"); list.Add("c","wangmazi"); foreach (var item in list) { Console.WriteLine("排序位置{0}，是{1}",item.Key,item.Value); }
运行以上代码，结果如下：
（七）字典
字典也成为映射或散射列表。字典的主要特性是能根据键快速查找值。也可以自由添加和删除元素，这有点像List<T>类，但没有在内存中移动后续元素的性能开销。
1、键的类型
用作字典的键必须重写Object类的GetHashCode()方法，并实现IEquatable<T>.Equals()方法，或重写Object类的Equals()方法。也可以实现IEqualityComparer<T>接口的GetHashCode()方法和Equals()方法。
需要注意的是，如果A.Equals(B)方法返回true，则A.GetHashCode()和B.GetHashCode()方法必须总是返回相同的散列代码。
字符串比Int32更适合用作键。
2、字典示例
Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>(); dic.Add("a", "zhang"); dic.Add("b", "li"); dic.Add("c", "wang"); foreach (var item in dic) { Console.WriteLine(item); }
3、Lookup类
Lookup<TKey,TElement>类非常类似于Dictionary<TKey,TValue>类，但把键映射到一个值集上。Lookup<TKey,TValue>类不能像一般的字典那样创建，而必须调用ToLookup()方法，该方法返回一个Lookup<TKey,TElement>对象。调用ToLookup()方法需要传递一个Func<TSource,TKey>类型的委托来定义键的选择器。
例子：
var personList = new List<Person>(); personList.Add(new Person() { Name = "zhangsan", Age = 13 }); personList.Add(new Person() { Name = "lisi", Age = 15 }); personList.Add(new Person() { Name = "wangmazi", Age = 13 }); personList.Add(new Person() { Name = "zhaoliu", Age = 18 }); var personLookup = personList.ToLookup(p => p.Age); foreach (var item in personLookup[13]) { Console.WriteLine(item.Name); }
4、有序字典
SortedDictionary<TKey,TValue>类是一个二叉搜索树，其中的元素根据键来排序。该键类型必须实现IComparable<TKey>接口，在没有实现的情况下，可以传递一个实现了IComparer<TKey>接口的比较器。
- SortedList<TKey,TValue>类使用的内存比SortedDictionary<TKey,TValue>类少。
- SortedDictionary<TKey,TValue>类的元素插入和删除操作比较快。
- 在用已排好序的数据填充集合时，若不需要修改容量，SortedList<TKey,TValue>类就比较快。
（八）集
包含不重复的集合成为“集(set)”。.NET Framework包含两个集（HashSet<T>和SortedSet<T>），它们都实现ISet<T>接口。HashSet<T>集包含不重复元素的无序列表，SortedSet<T>包含不重复的有序列表。
例子：
1 var firstNameSet1 = new HashSet<string>(); 2 firstNameSet1.Add("zhang"); 3 firstNameSet1.Add("zhang"); 4 firstNameSet1.Add("li"); 5 firstNameSet1.Add("wang"); 6 firstNameSet1.Add("zhao"); 7 foreach (var item in firstNameSet1) 8 { 9 Console.WriteLine(item); 10 } 11 var firstNameSet2 = new HashSet<string>(); 12 firstNameSet2.Add("Smith"); 13 firstNameSet2.Add("Johnson"); 14 firstNameSet2.Add("Williams"); 15 firstNameSet2.Add("Jones"); 16 var firstNameSet = new SortedSet<string>(); 17 firstNameSet.UnionWith(firstNameSet1); 18 firstNameSet.UnionWith(firstNameSet2); 19 Console.WriteLine("将两个无序集合并到有序集："); 20 foreach (var item in firstNameSet) 21 { 22 Console.WriteLine(item); 23 }
运行以上代码，结果如下：
（九）可观察的集合
如果需要集合中的元素何时删除或添加的信息，就可以使用ObservableCollection<T>类。
例子：
1 static void Main(string[] args) 2 { 3 ObservableCollection<string> obs = new ObservableCollection<string>(); 4 obs.CollectionChanged += Obs_changeInfo; 5 obs.Add("1"); 6 obs.Add("2"); 7 Console.ReadKey(); 8 } 9 10 11 private static void Obs_changeInfo(object sender, NotifyCollectionChangedEventArgs e) 12 { 13 Console.WriteLine("触发事件操作方法：{0}",e.Action); 14 var targetElement = e.NewItems == null ? e.OldItems : e.NewItems; 15 foreach (var item in targetElement) 16 { 17 Console.WriteLine("触发元素：{0}", item); 18 } 19 }
运行以上代码，结果如下：
（十）位数组
如果需要处理的数字有许多位，就可以使用BitArray类和BitVector32结构。（完全不知道这个有什么作用，暂不做笔记）
（十一）不变的集合
如果对象可以改变其状态，就很难在多个同时运行的任务中使用。先填充集合，再将它变为不变的数组会更高效。需要进行一些处理时，可以再次使用可变的集合。此时可以使用不变集合提供的构建器类。
例子：
List<string> list = new List<string>(); list.Add("zhang"); list.Add("li"); var immutableList = list.ToImmutableList();//可变集合转为不变集合 var immutableListBuilder = immutableList.ToBuilder();//重新转换为可变集合 immutableListBuilder.Add("wang"); immutableList = immutableListBuilder.ToImmutable();//可变集合转为不变集合 foreach (var item in immutableList) { Console.WriteLine(item); }
运行以上代码，结果如下：
只读集合提供集合的只读试图。在不使用只读试图访问集合的情况下，该集合仍可修改。而不变集合无法修改。
（十二）并发集合
从.NET 4开始，.NET中名称空间System.Collections.Concurrent中提供了几个线程安全的集合类。为了对集合进行线程安全的访问，定义了IProducerConsumerCollection<T>接口。这个接口中最重要的方法是TryAdd()方法和TryTake()方法。
并发集合参考：http://blog.csdn.net/wangzhiyu1980/article/details/45497907
【读书笔记】C#高级编程 第十章 集合