.NET集合浅析

这个学期看了不少STL的东西，也补充了一些以前没有学过的数据结构知识。回过头来看之前写过的一些Unity脚本，发现在当时在基本只会用向量这一种数据结构的情况下，写出了许多啼笑皆非的代码。比如，当时基本只会什么都用List<>，居然在使用for循环遍历一个List的同时，尝试去删除其中的元素...因此，这里我们打开MSDN，总结一下C#中的集合与数据结构。由于受STL的影响，这里在总结归纳时，免不了与STL中的容器进行了对比。

总的来说，.NET集合分为泛型集合和非泛型集合，前者指的是集合名称后面带<T>的，而后者指ArrayList、Hashtable这种没有类型参数的集合。MSDN指出，使用泛型集合往往具备更好的性能。与STL容器相比，.NET集合的种类稍多、功能也更多，体系组织与完全不同，甚至显得比较杂乱（不过我觉得这大部分是MSDN的锅）。这里整理一下常用的集合，不仿先按照STL容器及实现方式进行分类对应：

（一）顺序容器

1. 向量：List<T> （非泛型集合：ArrayList）

.NET命名和STL体系完全不同，比如这个List就迷惑了我好久，众所周知list是STL中双向链表的名称，到了.NET却变成了向量…之前在无脑写Unity代码时，居然在使用for循环遍历一个List的同时去删除其中的元素…

2. 链表：LinkedList<T>（双向链表）

相比STL中的list统一使用迭代器，.NET的LinkedList<T>还支持一个基于节点的访问方式，使用LinkedListNode<T>类型创建节点的引用，可以通过Next、Previous属性移动指针。这种方法很像用C语言写的原始链表。

3. 队列：Queue<T>

4. 栈：Stack<T>

（二）关联容器

上面是基本的顺序容器，.NET容器的功能和STL是类似的。但到了下面的关联容器，.NET显得有些混乱了，它并没有STL关联容器“三个维度”（集合/字典、是否允许重复元素、是否有序）那样清晰的体系。这里试图找到对应于STL的容器。

5. 散列表：HashSet<T> （集合） Dictionary<TKey,TValue> （字典）

二者基本上对应于STL的unordered_set/unordered_map，即不允许重复元素，内部实现实现基于散列表。另外.NET还有个Hashtable，这个容器MSDN给出的定义是“桶”的集合，加入到其中的key（Hashtable也是字典）必须实现GetHashCode方法和Object.Equals方法。GetHashCode方法用于计算Key的散列码，返回一个整数。

6. 二叉搜索树：SortedSet<T> （集合） SortedList<TKey,TValue> （字典）

基本对应于STL的set/map，内部元素是有序的，仍然不允许元素重复。

7. 奇葩：SortedDictionary<TKey,TValue> （向量字典？）

这是一种STL中没有的集合类型。这个类型即允许循关键码访问，也允许循秩访问。MSDN指出：该集合内部维护了两个列表，分别存储key和value。猜测内部实现应该是value列表按照正常的二叉搜索树实现，是已排序的，这样通过key可以找到对应value，和普通的map无异；而key列表是凭空多出来的，猜测它是一个数组，这样我们可以通过“秩”（即索引）来找到对应的key，再通过这个key按照上述步骤找到value。

到现在为止，我们还没有找到对应于STL关联容器中multi_前缀的集合类型，即允许重复元素的循关键码访问集合。在介绍HashSet<T>时，MSDN给出了下面一段话：“A HashSet<T> collection is not sorted andcannot contain duplicate elements. If order or element duplication is moreimportant than performance for your application, consider using the List<T> class together with the Sort method.”微软的意思似乎是.NET并不提供类似的集合，而是建议通过对List<T>进行排序实现。所以应该怎么做呢？

 

参考文献

1. MSDN：https://docs.microsoft.com/zh-cn/dotnet/standard/collections/

2. 《C++ Primer》