C# 集合（Collection）

集合是存储和管理一组相关数据的容器。在 C# 中，集合提供了灵活的方式来存储、操作和访问数据。集合类位于 System.Collections.Generic 和 System.Collections 命名空间中。本章将详细介绍几种常见的集合类型及其使用方法。

List

List 是一种动态数组，可以根据需要自动扩展或缩小其容量。List 类位于 System.Collections.Generic 命名空间中。

定义和初始化

你可以通过多种方式定义和初始化一个 List：

// www.javascriptcn.com code example
// 使用默认构造函数
List<int> numbers = new List<int>();

// 使用集合初始化器
List<string> names = new List<string> { "Alice", "Bob", "Charlie" };

// 从数组创建
int[] values = { 1, 2, 3 };
List<int> intList = new List<int>(values);

添加和移除元素

List 提供了多种添加和移除元素的方法：

// www.javascriptcn.com code example
// 添加单个元素
numbers.Add(4);

// 添加多个元素
numbers.AddRange(new int[] { 5, 6 });

// 移除指定索引处的元素
numbers.RemoveAt(0);

// 移除第一个匹配项
numbers.Remove(6);

// 清空所有元素
numbers.Clear();

访问元素

可以通过索引或遍历来访问 List 中的元素：

// 通过索引访问
int firstNumber = numbers[0];

// 遍历所有元素
foreach (var num in numbers)
{
    Console.WriteLine(num);
}

其他常用方法

List 类还提供了一些其他有用的方法：

// 查找指定元素的位置
int index = numbers.IndexOf(5);

// 检查是否包含某个元素
bool contains = numbers.Contains(3);

// 获取元素数量
int count = numbers.Count;

Array

Array 是一种固定长度的数据结构，适用于已知大小的数据集。Array 类位于 System 命名空间中。

定义和初始化

可以使用多种方式定义和初始化一个 Array：

// www.javascriptcn.com code example
// 使用数组字面量
int[] nums = { 1, 2, 3 };

// 使用 new 关键字
string[] words = new string[3];
words[0] = "Hello";
words[1] = "World";
words[2] = "!";

// 初始化多维数组
int[,] matrix = new int[3, 3];
matrix[0, 0] = 1;
matrix[0, 1] = 2;
matrix[0, 2] = 3;

访问和修改元素

可以使用索引来访问和修改 Array 中的元素：

// www.javascriptcn.com code example
// 访问元素
int firstNum = nums[0];

// 修改元素
nums[0] = 10;

// 多维数组
int element = matrix[0, 0];
matrix[0, 0] = 100;

其他常用方法

Array 类提供了一些有用的静态方法来处理数组：

// www.javascriptcn.com code example
// 复制数组
int[] copy = new int[nums.Length];
Array.Copy(nums, copy, nums.Length);

// 排序数组
Array.Sort(nums);

// 反转数组
Array.Reverse(nums);

Dictionary

Dictionary 是一种键值对（key-value pair）的集合，每个元素都有一个唯一的键和对应的值。Dictionary 类位于 System.Collections.Generic 命名空间中。

定义和初始化

可以通过多种方式定义和初始化一个 Dictionary：

// www.javascriptcn.com code example
// 使用默认构造函数
Dictionary<string, int> ages = new Dictionary<string, int>();

// 使用集合初始化器
Dictionary<string, string> countries = new Dictionary<string, string>
{
    { "China", "Beijing" },
    { "USA", "Washington" }
};

// 从数组创建
KeyValuePair<string, int>[] pairs = {
    new KeyValuePair<string, int>("Alice", 25),
    new KeyValuePair<string, int>("Bob", 30)
};
Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>(pairs);

添加和移除元素

Dictionary 提供了多种添加和移除元素的方法：

// www.javascriptcn.com code example
// 添加键值对
ages.Add("Charlie", 35);

// 更新键值对
ages["Alice"] = 26;

// 移除指定键的元素
ages.Remove("Bob");

// 清空所有元素
ages.Clear();

访问元素

可以通过键来访问 Dictionary 中的元素：

// www.javascriptcn.com code example
// 通过键访问
int age = ages["Alice"];

// 检查键是否存在
bool exists = ages.ContainsKey("Charlie");

// 遍历所有元素
foreach (KeyValuePair<string, int> pair in ages)
{
    Console.WriteLine($"Name: {pair.Key}, Age: {pair.Value}");
}

其他常用方法

Dictionary 类还提供了一些其他有用的方法：

// 获取元素数量
int count = ages.Count;

// 查找指定键的值
bool tryGetResult = ages.TryGetValue("Alice", out int ageValue);

HashSet

HashSet 是一种不包含重复元素的集合。HashSet 类位于 System.Collections.Generic 命名空间中。

定义和初始化

可以通过多种方式定义和初始化一个 HashSet：

// www.javascriptcn.com code example
// 使用默认构造函数
HashSet<int> set = new HashSet<int>();

// 使用集合初始化器
HashSet<string> fruits = new HashSet<string> { "Apple", "Banana", "Orange" };

// 从数组创建
string[] items = { "Red", "Green", "Blue" };
HashSet<string> colors = new HashSet<string>(items);

添加和移除元素

HashSet 提供了多种添加和移除元素的方法：

// 添加元素
set.Add(1);

// 移除指定元素
set.Remove(1);

// 清空所有元素
set.Clear();

访问元素

由于 HashSet 不支持通过索引访问，通常使用迭代器或遍历来访问元素：

// 遍历所有元素
foreach (var item in set)
{
    Console.WriteLine(item);
}

// 检查元素是否存在
bool exists = set.Contains(2);

其他常用方法

HashSet 类还提供了一些其他有用的方法：

// 获取元素数量
int count = set.Count;

结论

本章介绍了几种常见的集合类型：List、Array、Dictionary 和 HashSet。这些集合类型提供了丰富的功能，使得数据管理和操作变得更加便捷。根据具体需求选择合适的集合类型，可以提高代码的效率和可读性。