ArrayListHashTableListDictionary的演化及如何选择使用

Posted 2020-07-25 王乐

在C#中，数组由于是固定长度的，所以常常不能满足我们开发的需求。

由于这种限制不方便，所以出现了ArrayList。

ArrayList、List<T>

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ArrayList是可变长数组，你可以将任意多的数据Add到ArrayList里面。其内部维护的数组，当长度不足时，会自动扩容为原来的两倍。

但是ArrayList也有一个缺点，就是存入ArrayList里面的数据都是Object类型的，所以如果将值类型存入和取出的时候会发生装箱、拆箱操作(就是值类型与引用类型之间的转换)，这个会影响程序性能。在.Net 2.0泛型出现以后，就提供了List<T>。

List<T>是ArrayList的泛型版本，它不再需要装箱拆箱，直接取，直接用，它基本与ArrayList一致，不过在使用的时候要先设置好它的类型，而设置好类型之后，不是这种类型的数据，是不允许Add进去的。

就性能来说，如果要存进数组的只有一种数据，那么无疑List<T>是最优选择。

List<int> ListInt = new List<int>();

如果一个变长数组，又要存int，又要存string。那么就只能用ArrayList。

HashTable(哈希表)、Dictionary<T,T>

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HashTable是一种根据key查找非常快的键值数据结构，不能有重复key，而且由于其特点，其长度总是一个素数，所以扩容后容量会比2倍大一点点，加载因子为0.72f。

当要大量使用key来查找value的时候，HashTable无疑是最有选择，HashTable与ArrayList一样，是非泛型的，value存进去是object,存取会发生装箱、拆箱，所以出现了Dictionary<T,T>。

Dictionary<T,T>是HashTable的泛型版本，存取同样快，但是不需要装箱和拆箱了。而且，其优化了算法，Hashtable是0.72，它的浪费容量少了很多。

Dictionary<string,Person> Dic = new Dictionary<string,Person>();

HashSet<T>

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HashSet<T>类，算法，存储结构都与哈希表相同，主要是设计用来做高性能集运算的，例如对两个集合求交集、并集、差集等。集合中包含一组不重复出现且无特定顺序的元素。

Queue、Queue<T>

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Queue队列，Queue<T>泛型队列，大学都学过，队列，先进先出，很有用。

Stack、Stack<T>

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Stack堆栈，先进后出。

SortedList、SortedList<TKey,TValue>

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SortedList集合中的数据是有序的。可以通过key来匹配数据，也可以通过int下标来获取数据。

添加操作比ArrayList，Hashtable略慢；查找、删除操作比ArrayList快，比Hashtable慢。

SortedDictionary<TKey,TValue>

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SortedDictionary<TKey,TValue>相比于SortedList<TKey,TValue>其性能优化了，SortedList<TKey,TValue>其内部维护的是数组而SortedDictionary<TKey,TValue>内部维护的是红黑树(平衡二叉树)的一种，因此其占用的内存，性能都好于SortedDictionary<TKey,TValue>。唯一差在不能用下标取值。

ListDictionary(单向链表),LinkedList<T>(双向链表)

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List<T>,ArrayList,Hashtable等容器类，其内部维护的是数组Array来，ListDictionary和LinkedList<T>不用Array，而是用链表的形式来保存。链表最大的好处就是节约内存空间。

ListDictionary是单向链表。

LinkedList<T>双向链表。双向链表的优势，可以插入到任意位置。

HybridDictionary

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HybridDictionary的类，充分利用了Hashtable查询效率高和ListDictionary占用内存空间少的优点，内置了Hashtable和ListDictionary两个容器，添加数据时内部逻辑如下：

当数据量小于8时，Hashtable为null，用ListDictionary保存数据。

当数据量大于8时，实例化Hashtable，数据转移到Hashtable中，然后将ListDictionary置为null。

BitArray

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BitArray这个东东是用于二进制运算，"或"、"非"、"与"、"异或非"等这种操作，只能存true或false；

应用场景

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ArrayList,List<T>：变长数组；

HashTable,Dictionary<T,T>：频繁根据key查找value；

HashSet<T>：集合运算；

Queue、Queue<T>：先进先出；

Stack、Stack<T>：堆栈，先进先出；

SortedList、SortedList<TKey,TValue>：哈希表，要通过下标，又要通过key取值时，可选用；

ListDictionary：单向链表，每次添加数据时都要遍历链表，数据量大时效率较低，数据量较大且插入频繁的情况下，不宜选用。

LinkedList<T>：双向链表；

HybridDictionary：未知数据量大小时，可用。

SortedDictionary<TKey,TValue>：SortedList<TKey,TValue>的优化版，内部数组转平衡二叉树。

BitArray：二进制运算时可选用；