Gyűjtemények és adatstruktúrák

A hasonló adatok gyakran hatékonyabban kezelhetők, ha gyűjteményként tárolják és kezelik azokat. Az osztályt vagy a , System.Collections.Generic, , System.Collections.Concurrentés System.Collections.Immutable névterek osztályait System.Collectionshasználhatja System.Array a gyűjtemény egyes elemeinek vagy egy elemtartományának hozzáadására, eltávolítására és módosítására.

A gyűjteményeknek két fő típusa van; általános és nem általános gyűjtemények. Az általános gyűjtemények típusbiztosak a fordításkor. Emiatt az általános gyűjtemények általában jobb teljesítményt nyújtanak. Az általános gyűjtemények akkor fogadnak el típusparamétert, amikor létrejönnek, és nem követelik meg, hogy a gyűjtemény elemeinek hozzáadásakor vagy eltávolításakor a típusra és a típusra Object is átvehesse azokat. Emellett a legtöbb általános gyűjtemény támogatott az Windows Store-alkalmazásokban. A nem általános gyűjtemények az elemeket Objectexplicit módon tárolják, és a legtöbb nem támogatott Windows Store-alkalmazásfejlesztéshez. Előfordulhat azonban, hogy nem általános gyűjteményeket lát a régebbi kódban.

A .NET-keretrendszer 4-től kezdve a System.Collections.Concurrent névtérben lévő gyűjtemények hatékony szálbiztos műveleteket biztosítanak a gyűjteményelemek több szálból való eléréséhez. A névtérben (NuGet-csomagban) található System.Collections.Immutable nem módosítható gyűjteményosztályok eredendően szálbiztosak, mivel a műveletek az eredeti gyűjtemény egy példányán hajthatók végre, és az eredeti gyűjtemény nem módosítható.

Gyakori gyűjteményfunkciók

Minden gyűjtemény lehetőséget nyújt a gyűjtemény elemeinek hozzáadására, eltávolítására vagy megkeresésére. Emellett minden gyűjtemény, amely közvetlenül vagy közvetve implementálja az ICollection interfészt vagy az ICollection<T> interfészt, a következő funkciókkal rendelkezik:

• A gyűjtemény enumerálásának képessége

  A .NET-gyűjtemények implementálhatják System.Collections.IEnumerable vagy System.Collections.Generic.IEnumerable<T> engedélyezhetik a gyűjtemény iterálását. Az enumerátorok a gyűjtemény bármely elemére mutató mozgatható mutatóként tekinthetők. A foreach, in statement és a For Each... A Next Utasítás a metódus által GetEnumerator közzétett enumerátort használja, és elrejti az enumerátor kezelésének összetettségét. Emellett minden implementált System.Collections.Generic.IEnumerable<T> gyűjtemény lekérdezhető típusnak minősül, és lekérdezhető a LINQ használatával. A LINQ-lekérdezések gyakran használják az adatok elérését. Ezek általában tömörebbek és olvashatóbbak, mint a normál foreach hurkok, és szűrési, rendezési és csoportosítási képességeket biztosítanak. A LINQ-lekérdezések a teljesítményt is javíthatják. További információ: LINQ to Objects (C#), LINQ to Objects (Visual Basic), párhuzamos LINQ (PLINQ), bevezetés a LINQ-lekérdezések használatába (C#) és egyszerű lekérdezési műveletek (Visual Basic).

• A gyűjtemény tartalmának másolása tömbbe

  Minden gyűjtemény másolható egy tömbbe a CopyTo metódussal; Az új tömb elemeinek sorrendje azonban azon a sorrenden alapul, amelyben az enumerátor visszaadja őket. Az eredményül kapott tömb mindig egydimenziós, alsó határa nulla.

Emellett számos gyűjteményosztály a következő funkciókat tartalmazza:

• Kapacitás és darabszám tulajdonságai

  A gyűjtemény kapacitása a tartalmazható elemek száma. A gyűjtemények száma a ténylegesen tartalmazott elemek száma. Egyes gyűjtemények elrejtik a kapacitást, a darabszámot vagy mindkettőt.

  A gyűjtemények többsége az aktuális kapacitás elérésekor automatikusan bővül a kapacitásban. A rendszer újra kiosztja a memóriát, és az elemeket átmásolja a régi gyűjteményből az újba. Ez csökkenti a gyűjtemény használatához szükséges kódot; A gyűjtemény teljesítménye azonban negatív hatással lehet. Például , ha Count kisebb, List<T>mintCapacity, az elem hozzáadása O(1) művelet. Ha a kapacitást növelni kell az új elem elhelyezéséhez, egy elem hozzáadása O(n) művelet lesz, ahol n van Count. A több újraosztás által okozott gyenge teljesítmény elkerülésének legjobb módja, ha a kezdeti kapacitást a gyűjtemény becsült méretére állítja be.

  Az A BitArray különleges eset; kapacitása megegyezik a hosszával, ami megegyezik a darabszámával.

• Konzisztens alsó határ

  A gyűjtemény alsó határa az első elem indexe. A névterekben lévő System.Collections összes indexelt gyűjtemény alsó határa nulla, ami azt jelenti, hogy 0 indexelt. Array alapértelmezés szerint a nulla alsó határa van, de a Tömbosztály egy példányának létrehozásakor a használatával Array.CreateInstancemás alsó határ határozható meg.

• Szinkronizálás több szálból való hozzáféréshez (System.Collections csak osztályok).

  A névtér nem általános gyűjteménytípusai bizonyos szálbiztonságot biztosítanak a System.Collections szinkronizáláshoz, általában a SyncRoot tagokon IsSynchronized keresztül. Ezek a gyűjtemények alapértelmezés szerint nem szálbiztosak. Ha skálázható és hatékony többszálas hozzáférésre van szüksége egy gyűjteményhez, használja a System.Collections.Concurrent névtér egyik osztályát, vagy fontolja meg egy nem módosítható gyűjtemény használatát. További információ: Thread-Széf Collections.

Gyűjtemény kiválasztása

Általában általános gyűjteményeket kell használnia. Az alábbi táblázat néhány gyakori gyűjtési forgatókönyvet és az ezekhez a forgatókönyvekhez használható gyűjteményosztályokat ismerteti. Ha most ismerkedik az általános gyűjteményekkel, ez a táblázat segít kiválasztani azt az általános gyűjteményt, amely a legjobban működik a feladatához.

Akarok...	Általános gyűjteménybeállítások	Nem általános gyűjteménybeállítások	Szálbiztos vagy nem módosítható gyűjteménybeállítások
Elemek tárolása kulcs/érték párként a kulcs szerinti gyors kereséshez	Dictionary<TKey,TValue>	Hashtable (Kulcs/érték párok gyűjteménye, amelyek a kulcs kivonatkódja alapján vannak rendszerezve.)	ConcurrentDictionary<TKey,TValue> ReadOnlyDictionary<TKey,TValue> ImmutableDictionary<TKey,TValue>
Elemek elérése index alapján	List<T>	Array ArrayList	ImmutableList<T> ImmutableArray
Elsőként a kezdő elemek használata (FIFO)	Queue<T>	Queue	ConcurrentQueue<T> ImmutableQueue<T>
Utolsó előtti adatok használata (LIFO)	Stack<T>	Stack	ConcurrentStack<T> ImmutableStack<T>
Elemek egymás utáni elérése	LinkedList<T>	Nincs javaslat	Nincs javaslat
Értesítéseket kaphat az elemek eltávolításáról vagy gyűjteményhez való hozzáadásáról. (implementálja INotifyPropertyChanged és INotifyCollectionChanged)	ObservableCollection<T>	Nincs javaslat	Nincs javaslat
Rendezett gyűjtemény	SortedList<TKey,TValue>	SortedList	ImmutableSortedDictionary<TKey,TValue> ImmutableSortedSet<T>
Matematikai függvények készlete	HashSet<T> SortedSet<T>	Nincs javaslat	ImmutableHashSet<T> ImmutableSortedSet<T>

Gyűjtemények algoritmikus összetettsége

Gyűjteményosztály kiválasztásakor érdemes megfontolni a teljesítmény lehetséges kompromisszumoit. Az alábbi táblázatból megtudhatja, hogyan viszonyulnak a különböző módosítható gyűjteménytípusok az algoritmikus összetettségben a megfelelő nem módosítható megfelelőikhez. A nem módosítható gyűjteménytípusok gyakran kevésbé teljesítőképesek, de nem módosíthatók , ami gyakran érvényes összehasonlító előny.

Változtatható	Amortizált	Legrosszabb eset	Megváltoztathatatlan	Összetettség
Stack<T>.Push	O(1)	O(n)	ImmutableStack<T>.Push	O(1)
Queue<T>.Enqueue	O(1)	O(n)	ImmutableQueue<T>.Enqueue	O(1)
List<T>.Add	O(1)	O(n)	ImmutableList<T>.Add	O(log n)
List<T>.Item[Int32]	O(1)	O(1)	ImmutableList<T>.Item[Int32]	O(log n)
List<T>.Enumerator	O(n)	O(n)	ImmutableList<T>.Enumerator	O(n)
HashSet<T>.AddKeresési	O(1)	O(n)	ImmutableHashSet<T>.Add	O(log n)
SortedSet<T>.Add	O(log n)	O(n)	ImmutableSortedSet<T>.Add	O(log n)
Dictionary<T>.Add	O(1)	O(n)	ImmutableDictionary<T>.Add	O(log n)
Dictionary<T> Keresési	O(1)	O(1) – vagy szigorúan O(n)	ImmutableDictionary<T> Keresési	O(log n)
SortedDictionary<T>.Add	O(log n)	O(n log n)	ImmutableSortedDictionary<T>.Add	O(log n)

Az A-k List<T> hatékonyan számba vehetők hurkok for vagy hurkok foreach használatával. Az ImmutableList<T>indexelő O(logn) ideje miatt azonban egy hurokban for gyenge a feladat. A hurok használatával történő számbavétel ImmutableList<T> azért hatékony, mert ImmutableList<T> bináris fával tárolja az adatokat egy egyszerű tömb, például List<T> a felhasználások helyett.foreach A tömbök nagyon gyorsan indexelhetők, míg a bináris fát le kell járni, amíg meg nem találja a kívánt indexet tartalmazó csomópontot.

Emellett ugyanolyan összetettséggel rendelkezik, SortedSet<T> mint a ImmutableSortedSet<T>. Ez azért van, mert mindkettő bináris fákat használ. A jelentős különbség természetesen az, hogy ImmutableSortedSet<T> használ egy nem módosítható bináris fa. Mivel ImmutableSortedSet<T> egy olyan osztályt System.Collections.Immutable.ImmutableSortedSet<T>.Builder is kínál, amely lehetővé teszi a mutációt, a megváltoztathatatlanság és a teljesítmény is lehet.

Kapcsolódó témakörök

Cím	Leírás
Gyűjteményosztály kiválasztása	Ismerteti a különböző gyűjteményeket, és segít kiválasztani egyet a forgatókönyvéhez.
Gyakran használt gyűjteménytípusok	A gyakran használt általános és nemgenerikus gyűjteménytípusokat ismerteti, például System.Array: , System.Collections.Generic.List<T>és System.Collections.Generic.Dictionary<TKey,TValue>.
Mikor érdemes általános gyűjteményeket használni?	Az általános gyűjteménytípusok használatát ismerteti.
Gyűjteményeken belüli összehasonlítások és rendezések	Az egyenlőségi összehasonlítások és a rendezési összehasonlítások gyűjteményekben való használatát ismerteti.
Rendezett gyűjteménytípusok	A rendezett gyűjtemények teljesítményét és jellemzőit ismerteti
Kivonatoló és szótárgyűjtemény-típusok	Az általános és nem általános kivonatalapú szótártípusok funkcióit ismerteti.
Szál-Széf gyűjtemények	Olyan gyűjteménytípusokat ismertet, mint például System.Collections.Concurrent.BlockingCollection<T>System.Collections.Concurrent.ConcurrentBag<T> a több szálból való biztonságos és hatékony egyidejű hozzáférést támogató gyűjteménytípusok.
System.Collections.Nem módosítható	Bemutatja a nem módosítható gyűjteményeket, és hivatkozásokat biztosít a gyűjteménytípusokra.

Hivatkozás

System.Array System.Collections System.Collections.Concurrent System.Collections.Generic System.Collections.Specialized System.Linq System.Collections.Immutable