C#中的集合
集合的介绍
在C#中，集合是存储多个项的数据结构，这些项可以是相同类型或不同类型。C#提供了多种内置集合类型，用于不同的场景和需求。以下是一些常用的集合类型：
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数组（Array）：
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固定大小的元素序列。
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声明时必须指定大小和类型。
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例如：
int[] numbers = new int[10];
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列表（List<T>）：
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动态数组，可以根据需要自动调整大小。
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允许存储重复的元素。
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提供快速的索引访问。
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例如：
List<int> numbers = new List<int>();
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字典（Dictionary<TKey, TValue>）：
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基于键值对的集合，每个元素都包含一个键和一个值。
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键必须是唯一的，而值则不必。
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提供快速的查找速度。
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例如：
Dictionary<string, int> ageDict = new Dictionary<string, int>();
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队列（Queue<T>）：
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先进先出（FIFO）的数据结构。
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通常用于任务调度和线程同步。
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例如：
Queue<string> queue = new Queue<string>();
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栈（Stack<T>）：
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后进先出（LIFO）的数据结构。
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通常用于处理具有最后进先出需求的数据。
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例如：
Stack<int> stack = new Stack<int>();
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集合（HashSet<T>）：
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包含不重复元素的集合。
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提供快速的添加、删除和查找操作。
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例如：
HashSet<int> numbers = new HashSet<int>();
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排序列表（SortedList<TKey, TValue>）：
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元素按键排序的字典。
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可以按顺序遍历键和值。
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例如：
SortedList<string, double> sortedScores = new SortedList<string, double>();
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位数组（BitArray）：
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紧凑的数组，用于表示位（true/false）值。
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适合于需要存储大量布尔值的场景。
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例如：
BitArray bits = new BitArray(32);
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泛型集合：
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C# 2.0引入了泛型集合，如
List<T>、Dictionary<TKey, TValue>等，它们允许在编译时检查类型安全。
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非泛型集合：
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泛型出现之前的集合类型，如
ArrayList、Hashtable等，它们不提供编译时类型安全检查。
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可空集合：
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允许集合中的元素为null，例如
List<int?>。
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只读集合：
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一旦创建，集合的内容就不能被修改，例如通过
AsReadOnly方法创建的集合。
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并发集合：
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线程安全的集合，如
ConcurrentDictionary<TKey, TValue>，适合在多线程环境中使用。
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List集合
List<T> 是 C# 中一个非常常用的泛型集合类，它实现了 IList<T> 接口，提供了列表（动态数组）的数据结构。以下是 List<T> 的一些主要特性和常用操作：
特性：
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动态数组：
List<T>可以根据需要自动调整大小，这使得它非常适合在不知道具体需要多少元素时使用。 -
索引访问：可以像数组一样通过索引访问列表中的元素。
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类型安全：泛型集合，确保列表中只能存储指定类型的元素。
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允许重复：与
HashSet<T>不同，List<T>允许存储重复的元素。 -
有序集合：元素按照添加到列表中的顺序进行排序。
常用操作：
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添加元素：
List<int> numbers = new List<int>(); numbers.Add(1); // 在列表末尾添加一个元素 numbers.Add(2); -
插入元素：
numbers.Insert(0, 0); // 在索引0的位置插入元素0 -
移除元素：
numbers.Remove(1); // 移除列表中的第一个元素 numbers.RemoveAt(0); // 移除索引为0的元素 -
访问元素：
int firstItem = numbers[0]; // 获取索引为0的元素 -
查找元素：
int index = numbers.IndexOf(2); // 返回元素2的索引，如果不存在则返回-1 bool contains = numbers.Contains(3); // 检查列表是否包含元素3 -
遍历列表：
foreach (int number in numbers) {Console.WriteLine(number); } -
获取子列表：
List<int> subList = numbers.GetRange(0, 3); // 获取从索引0开始的3个元素的子列表 -
反转列表：
numbers.Reverse(); // 将列表中的元素顺序反转 -
排序列表：
numbers.Sort(); // 默认按升序排序 // 可以提供自定义的比较器来实现自定义排序 numbers.Sort((a, b) => a.CompareTo(b)); -
列表转换：
var squareList = numbers.Select(x => x * x).ToList(); // 使用LINQ将每个元素转换为平方 -
搜索和过滤：
var evenNumbers = numbers.Where(x => x % 2 == 0).ToList(); // 使用LINQ获取所有偶数 -
容量和大小：
int count = numbers.Count; // 获取列表中的元素数量 numbers.Capacity = 100; // 设置列表的容量 -
清空列表：
numbers.Clear(); // 移除列表中的所有元素
List<T> 是 System.Collections.Generic 命名空间的一部分，因此在代码中使用它时需要包含这个命名空间：
using System.Collections.Generic;List<T> 是一个非常灵活和强大的集合类，适用于大多数需要动态数组功能的场景。
字典（Dictionary<TKey, TValue>）
Dictionary<TKey, TValue> 是 C# 中一个非常强大的泛型集合类，它存储键值对（key-value pairs），并允许通过键快速访问值。这个类实现了 IDictionary<TKey, TValue> 接口，并且位于 System.Collections.Generic 命名空间中。以下是 Dictionary<TKey, TValue> 的一些主要特性和常用操作：
特性：
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基于键值对：每个元素包含一个键和一个相关的值。
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快速查找：通过键可以快速检索、添加或删除元素。
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键的唯一性：字典中的键必须是唯一的，不允许重复。
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无序集合：字典中的元素不保持任何特定的顺序。
常用操作：
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初始化字典：
Dictionary<string, int> ageDictionary = new Dictionary<string, int>(); -
添加元素：
ageDictionary.Add("Alice", 30); ageDictionary.Add("Bob", 25); -
访问元素：
int age = ageDictionary["Alice"]; // 通过键获取值 -
检查键是否存在：
if (ageDictionary.ContainsKey("Alice")) {// 键存在 } -
移除元素：
ageDictionary.Remove("Bob"); // 移除键为"Bob"的元素 -
遍历字典：
foreach (KeyValuePair<string, int> pair in ageDictionary) {Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", pair.Key, pair.Value); } -
获取键和值的集合：
var keys = ageDictionary.Keys; // 获取所有键的集合 var values = ageDictionary.Values; // 获取所有值的集合 -
尝试获取值：
if (ageDictionary.TryGetValue("Alice", out int age)) {Console.WriteLine($"Alice's age is {age}"); } -
清空字典：
ageDictionary.Clear(); // 移除字典中的所有元素 -
字典初始化器：
var dictionary = new Dictionary<string, int> {{"Alice", 30},{"Bob", 25} }; -
查找和替换：
if (ageDictionary.ContainsKey("Alice")) {ageDictionary["Alice"] = 31; // 更新Alice的年龄 } else {ageDictionary.Add("Alice", 31); // 如果Alice不存在，添加她 } -
合并字典：
var anotherDictionary = new Dictionary<string, int> {{"Charlie", 35},{"David", 40} }; foreach (var pair in anotherDictionary) {ageDictionary.Add(pair.Key, pair.Value); } -
使用 LINQ 查询字典：
var query = from entry in ageDictionarywhere entry.Value > 30select entry; foreach (var pair in query) {Console.WriteLine("Name: {0}, Age: {1}", pair.Key, pair.Value); }
Dictionary<TKey, TValue> 是一个非常灵活的数据结构，适用于需要快速查找、添加和删除键值对的场景。使用时，应该确保键的类型重写了 GetHashCode() 和 Equals() 方法，这样可以保证字典的正常工作。