十三、集合操作

13.1 简介

集合是一个容器，当数据被计算机程序操作时，它保存数据。更具体地说，它是一个由零个或多个项组成的数据结构，其中每个项都包含自己的一个或多个值。集合的例子包括堆栈、队列、链表和排序列表。收藏中的物品总数就是它的计数。与数组不同，集合是在内存中动态分配的。也就是说，随着向其添加额外的项目，其容量会自动增加(通过内存重新分配)。像数组一样，集合被认为是一个内部数据结构，因为它驻留在 RAM 中，并且只保留在那里，直到使用它的程序终止。因此，集合中的数据被称为非持久。这与数据库表形成对比，数据库表被认为是一个外部数据结构，因为它驻留在外围设备(例如，磁盘)上，甚至在使用它的程序终止后仍保留在那里。因此，数据库表中的数据被称为是持久的。

在本章中，我们将从查看堆栈类开始。Stack 类允许我们创建和操作一个一维的后进先出 (LIFO)数据结构，类似于我们希望按照从上到下的优先级顺序阅读的一摞书。接下来，我们将讨论队列类。Queue 类使我们能够创建和操作一维的先进先出 (FIFO)数据结构，类似于在杂货店排队等待结账的人群。之后，我们将考虑 LinkedList 类。LinkedList 类允许我们创建和操作一维的线性数据结构，类似于文件柜中一组按字母顺序排列的文件夹。最后，我们将看看 SortedList 类。SortedList 类使我们能够创建和操作二维的基于键的数据结构，类似于按字母顺序排列的术语及其各自定义的字典。

13.2 堆栈类

堆栈是一维的后进先出 (LIFO)数据结构，包含零个或多个对象。堆栈上的第一个对象位于堆栈的底部，而堆栈上的最后一个对象位于堆栈的顶部。栈上的操作只能发生在栈顶。从概念上来说，一个书库就像一堆我们想从上到下按优先顺序阅读的书。首先，我们把优先级最低的书放在桌子上。然后，我们把下一个最不重要的书放在上面，以此类推。一旦我们有了一摞最重要的书放在上面，这个过程就完成了。现在我们可以简单地把书从书架顶上一本书一本书地拿出来，按照重要性的顺序阅读。

在 C# 中，对象被推到堆栈上，而从堆栈中弹出。检索不在堆栈顶部的对象需要从堆栈中弹出一个或多个对象。这是因为直接访问栈顶对象下的对象是不可能的。表 13-1 显示了堆栈类的一些属性、方法和事件。

表 13-1

Stack 类的一些属性、方法和事件

| 类栈T3】1T5】 | | 命名空间系统。集合 | | 属性 | | 数数 | 获取堆栈中包含的元素数。 | | 方法 | | 清除( ) | 从堆栈中移除所有对象。 | | Peek() | 返回堆栈顶部的对象，但不移除它。 | | 流行( ) | 移除并返回堆栈顶部的对象。 | | 推送(对象) | 在堆栈顶部插入一个对象。 | | 事件 | | 钠 |   | | 参考 | | T2https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.collections.stack(v=vs.110).aspx |

图 13-1 显示了一个堆栈类的例子。

注意在 01 处，我们声明了一个字符串类型的堆栈。但是请记住，我们可以声明任何类型的堆栈。还要注意，我们在声明中指定堆栈大小的是而不是。这是因为堆栈是在内存中动态分配的。也就是说，随着向其添加额外的项目，其容量会自动增加(通过内存重新分配)。

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图 13-1

堆栈类的示例

13.3 队列类别

队列是一维的先进先出 (FIFO)数据结构，包含零个或多个对象。队列中的第一个对象位于队列的开头处，而队列中的最后一个对象位于队列的结尾处。队列上的操作只能发生在队列的开头。从概念上讲，队列就像是在杂货店排队等待结账的人。排在队伍最前面的人先被检查出来，排在队伍中间的人接着被检查出来，排在队伍末尾的人最后被检查出来。

在 C# 中，对象被加入队列并从队列中出列。检索不在队列开头的对象需要从队列中取出一个或多个对象，因为直接访问队列开头的对象之后的对象是不可能的。表 13-2 显示了队列类的一些属性、方法和事件。

表 13-2

Queue 类的一些属性、方法和事件

| 班队列T3】2T5】 | | 命名空间系统。集合 | | 属性 | | 数数 | 获取队列中包含的元素数。 | | 方法 | | 清除( ) | 从队列中移除所有对象。 | | 出列( ) | 移除并返回队列开头的对象。 | | 入队(对象) | 将对象添加到队列的末尾。 | | Peek() | 返回队列开头的对象，但不移除它。 | | 事件 | | 钠 |   | | 参考 | | T2https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.collections.queue(v=vs.110).aspx |

图 13-2 显示了队列类的一个例子。

注意在 01，我们声明了一个字符串类型的队列。但是请记住，我们可以声明任何类型的队列。还要注意，我们在声明中指定队列大小的是而不是。这是因为队列是在内存中动态分配的。也就是说，随着向其添加额外的项目，其容量会自动增加(通过内存重新分配)。

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图 13-2

队列类的示例

13.4 链接列表类

链表是包含零个或多个节点的一维线性数据结构。链表中的第一个节点在链表的开始处，而链表中的最后一个节点在链表的结束处。对链表的操作可以发生在链表中的任何地方。从概念上讲，链表就像文件柜中一组按字母顺序排列的文件夹。当我们想要向文件夹组添加新文件夹时，我们扫描有序文件夹集，定位应该添加文件夹的点，然后添加文件夹。相反，当我们想要从文件夹组中移除现有文件夹时，我们扫描有序文件夹的集合，定位我们想要移除的文件夹，然后移除该文件夹。

在 C# 中，节点是添加到链表中，在链表中找到，而从链表中移除。可以将节点添加到链表的开头、紧接在链表中指定节点之前添加、紧接在链表中指定节点之后添加以及添加到链表的结尾。此外，可以搜索链表以找到给定节点和/或检索其相关数据。最后，一个节点可以从链表的开头移除，从链表的中间移除，从链表的结尾移除。表 13-3 显示了 LinkedList 类的一些属性、方法和事件。

表 13-3

LinkedList 类的一些属性、方法和事件

| 类链表T3】3T5】 | | 命名空间系统。集合.通用 | | 属性 | | 数数 | 获取 LinkedList 中实际包含的节点数。 | | 第一 | 获取 LinkedList 的第一个节点。 | | 最后的 | 获取 LinkedList 的最后一个节点。 | | 方法 | | add after(linked listnode，t) | 在 LinkedList 中指定的现有节点后添加包含指定值的新节点。 | | add before(linked listnode，t) | 在 LinkedList 中指定的现有节点之前添加包含指定值的新节点。 | | AddFirst(T) | 在 LinkedList 的开头添加包含指定值的新节点。 | | AddLast(T) | 在 LinkedList 的末尾添加包含指定值的新节点。 | | 清除( ) | 从 LinkedList 中移除所有节点。 | | 包含(吨) | 确定值是否在 LinkedList 中。 | | 查找(T) | 查找包含指定值的第一个节点。 | | 移除(T) | 从 LinkedList 中移除指定值的第一个匹配项。 | | RemoveFirst() | 移除 LinkedList 开头的节点。 | | RemoveLast() | 移除 LinkedList 末尾的节点。 | | 事件 | | 钠 |   | | 参考 | | T2https://msdn.microsoft.com/en-us/library/he2s3bh7(v=vs.110).aspx |

图 13-3 显示了 LinkedList 类的一个例子。

注意在 01，我们声明了一个字符串类型的链表。但是请记住，我们可以声明任何类型的链表。还要注意，我们在声明中指定链表大小的是而不是。这是因为链表是在内存中动态分配的。也就是说，随着向其添加额外的项目，其容量会自动增加(通过内存重新分配)。

img/493603_1_En_13_Fig3a_HTML.pngimg/493603_1_En_13_Fig3b_HTML.pngT2】

图 13-3

LinkedList 类的示例

13.5 分类列表类

排序列表是一个二维的基于键的数据结构，包含零个或多个元素，每个元素包含一个键/值对。 4 排序列表中的第一个元素位于排序列表的开始处，而排序列表中的最后一个元素位于排序列表的结束处。对排序列表的操作可以发生在排序列表中的任何地方。从概念上讲，一个排序列表就像一个按字母顺序排列的术语及其各自定义的字典。当我们想要向字典添加新术语(即键)和定义(即值)时，我们扫描有序术语集，定位应该添加术语和定义的点，然后添加术语和定义。相反，当我们想要从字典中删除一个现有的术语和定义时，我们扫描有序术语集，找到我们想要删除的术语和定义，然后删除该术语和定义。

在 C# 中，元素被添加到一个排序列表中，在一个排序列表中查找，而从一个排序列表中移除。当一个元素被添加到排序列表中时，排序列表会自动调整，以使它的键保持正确的排序顺序。排序列表中不允许出现重复键因为给定的键必须唯一地标识排序列表中的一个元素。当在排序列表中查找一个元素时，它是通过它的键来查找的。 5 当一个元素从排序列表中删除时，排序列表再次自动调整，使其键保持正确的排序顺序。表 13-4 显示了 SortedList 类的一些属性、方法和事件。

表 13-4

SortedList 类的一些属性、方法和事件

| 类排序列表T3】6T5】 | | 命名空间系统。集合 | | 属性 | | 数数 | 获取 SortedList 对象中包含的元素数。 | | 项目[对象] | 获取和设置与 SortedList 对象中的特定键关联的值。 | | 方法 | | 添加(对象，对象) | 将具有指定键和值的元素添加到 SortedList 对象中。 | | 清除( ) | 从 SortedList 对象中移除所有元素。 | | 包含键(对象) | 确定 SortedList 对象是否包含特定的键。 | | 包含值(对象) | 确定 SortedList 对象是否包含特定值。 | | 移除(对象) | 从 SortedList 对象中移除具有指定键的元素。 | | 事件 | | 钠 |   | | 参考 | | T2https://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.collections.sortedlist(v=vs.110).aspx |

图 13-4 显示了一个 SortedList 类的例子。

注意在 01 处，我们将键/值对的键声明为字符串类型，将键/值对的值声明为字符串类型。但是请记住，我们可以声明任何类型的键和值。还要注意，我们是而不是在声明中指定排序列表的大小。这是因为排序列表是在内存中动态分配的。也就是说，随着向其添加额外的项目，其容量会自动增加(通过内存重新分配)。

请注意，在 02 处，虽然元素没有按字母顺序添加到排序列表中，但它们在添加时会自动按字母顺序放置。还要注意美国邮政署​被拼错了。

请注意 03，美国邮政署​不再拼写错误。

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图 13-4

SortedList 类的示例

Footnotes [1](#Fn1_source) 所有属性、方法和事件描述都直接取自微软的官方文档。为了节省空间，省略了用于处理该类事件的事件处理程序方法。有关该类的所有方法，请参见参考。   [2](#Fn2_source) 所有属性、方法和事件描述都直接取自微软的官方文档。为了节省空间，省略了用于处理该类事件的事件处理程序方法。有关该类的所有方法，请参见参考。   [3](#Fn3_source) 所有属性、方法和事件描述都直接取自微软的官方文档。为了节省空间，省略了用于处理该类事件的事件处理程序方法。有关该类的所有方法，请参见参考。   [4](#Fn4_source) 键是排序列表的第一维，而值是排序列表的第二维。   [5](#Fn5_source) 排序列表中的元素也可以通过它们的索引来访问。   [6](#Fn6_source) 所有属性、方法和事件描述都直接取自微软的官方文档。为了节省空间，省略了用于处理该类事件的事件处理程序方法。有关该类的所有方法，请参见参考。  

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