Обучение
Модуль
Выполнение операций с массивами с помощью вспомогательных методов в C# - Training
Используйте вспомогательные методы C# для выполнения обратных, изменения размера, разделения и соединения операций с массивами.
Этот браузер больше не поддерживается.
Выполните обновление до Microsoft Edge, чтобы воспользоваться новейшими функциями, обновлениями для системы безопасности и технической поддержкой.
Связанные данные могут обрабатываться более эффективно, если они объединены в коллекцию. Для добавления, удаления и изменения отдельных элементов или диапазона элементов коллекции можно использовать класс System.Array или классы в пространствах имен System.Collections, System.Collections.Generic, System.Collections.Concurrent и System.Collections.Immutable.
Существует два основных типа коллекций — универсальные и неуниверсальные коллекции. Универсальные коллекции являются строго типизированными во время компиляции. Таким образом, универсальные коллекции обычно обеспечивают более высокую производительность. Универсальные коллекции принимают параметр типа во время создания и не требуют приведение в тип Object и из него при добавлении или удалении элементов. Кроме того, большая часть универсальных коллекций поддерживается в приложениях Microsoft Store. Неуниверсальные коллекции хранят такие элементы, как Object, требуют приведения. Большая их часть не поддерживается для разработки приложений Microsoft Store. Однако неуниверсальные коллекции можно наблюдать в старом коде.
Начиная с .NET Framework 4, коллекции пространства имен System.Collections.Concurrent предоставляют эффективные потокобезопасные операции для доступа к элементам коллекции из нескольких потоков. Неизменяемые классы коллекций в пространстве имен System.Collections.Immutable (пакет NuGet) являются потокобезопасными, так как операции выполняются с копией исходной коллекции, а исходная коллекция неизменяемая.
Все коллекции предоставляют методы для добавления, удаления или поиска элементов в коллекции. Кроме того, все коллекции прямо или косвенно реализуют интерфейс ICollection или интерфейс ICollection<T> с совместным использованием следующих функций.
Возможность перечисления коллекции
Чтобы обеспечить итерацию по коллекции, коллекции .NET реализуют System.Collections.IEnumerable или System.Collections.Generic.IEnumerable<T>. Перечислитель может рассматриваться как перемещаемый указатель на любой элемент в коллекции. Foreach, in statement и the For Each... Следующая инструкция использует перечислитель, предоставляемый методомGetEnumerator, и скрывает сложность управления перечислителем. Кроме того, любая коллекция, реализующая System.Collections.Generic.IEnumerable<T>, считается запрашиваемым типом, и к ней можно создавать запросы LINQ. Запросы LINQ предоставляют общий шаблон для доступа к данным. Обычно они являются более четкими и удобочитаемыми, чем стандартные циклы foreach
, и предлагают возможности фильтрации, упорядочения и группировки. LINQ запросы также могут повысить производительность. Дополнительные сведения см. в разделах LINQ to Objects (C#), LINQ to Objects (Visual Basic), Parallel LINQ (PLINQ), Введение в запросы LINQ (C#) и Базовые операции с запросами (Visual Basic).
Возможность копирования содержимого коллекции в массив
Все коллекции могут быть скопированы в массив с помощью метода CopyTo. Однако порядок элементов в новом массиве зависит от того, в какой последовательности их возвращает перечислитель. Результирующий массив всегда является одномерным массивом с нижней границей, равной нулю.
Кроме того, во многих классах коллекций реализованы следующие возможности.
Свойства "Емкость и количество элементов"
Емкость коллекции — это число элементов, которое она может содержать. Количество элементов коллекции — это число элементов, которое она реально содержит. В некоторых коллекциях емкость или количество элементов скрыты.
Большинство коллекции автоматически увеличивают емкость, если количество элементов достигает предела. Происходит перераспределение памяти, и элементы копируются из старой коллекции в новую. Это уменьшает объем кода, необходимого для использования коллекции. Однако производительность при работе с такой коллекцией может ухудшиться. Например, если Count меньше Capacity, для List<T> добавление элемента является операцией O(1). Если емкость нужно увеличить для размещения нового элемента, добавление элемента становится операцией O(n
), где n
— это Count. Наилучший способ избежать потерь производительности, вызванных множественными перераспределениями, — это установить начальную вместимость, равную предполагаемому размеру коллекции.
BitArray является особым случаем; его емкость совпадает с его длиной, которая совпадает с количеством элементов.
Согласованная нижняя граница
Нижняя граница коллекции — это индекс ее первого элемента. Все индексированные коллекции в пространствах имен System.Collections имеют нижнюю границу, равную нулю. Класс Array по умолчанию имеет нижнюю границу, равную нулю, но при создании экземпляра класса Array с помощью Array.CreateInstance может быть задана другая нижняя граница.
Синхронизация для доступа из нескольких потоков (только классы System.Collections).
Неуниверсийные типы коллекций в System.Collections пространстве имен обеспечивают некоторую безопасность потоков с синхронизацией; обычно предоставляется через SyncRoot элементы и IsSynchronized элементы. Эти коллекции не являются потокобезопасными по умолчанию. Если требуется масштабируемый и эффективный многопотоковый доступ к коллекции, используйте один из классов в пространстве имен System.Collections.Concurrent или рассмотрите возможность использования неизменяемой коллекции. Дополнительные сведения см. в разделе Потокобезопасные коллекции.
Как правило, следует использовать универсальные коллекции. В следующей таблице описаны некоторые основные сценарии использования коллекций и классы коллекций, которые можно использовать для этих сценариев. Если вы не работали с универсальными коллекциями, сведения в этой таблице помогут выбрать универсальную коллекцию, лучше всего подходящую для решения ваших задач.
Действие | Возможности универсальной коллекции | Возможности неуниверсальной коллекции | Возможности потокобезопасной или неизменяемой коллекции |
---|---|---|---|
Хранение элементов в виде пар "ключ-значение" для быстрого поиска по ключу | Dictionary<TKey,TValue> | Hashtable (Коллекция пар "ключ-значение", которые упорядочены по хэш-коду ключа.) |
ConcurrentDictionary<TKey,TValue> ReadOnlyDictionary<TKey,TValue> ImmutableDictionary<TKey,TValue> |
Доступ к элементам по индексу | List<T> | Array ArrayList |
ImmutableList<T> ImmutableArray |
Использование элементов по принципу FIFO | Queue<T> | Queue | ConcurrentQueue<T> ImmutableQueue<T> |
Использование данных по принципу LIFO | Stack<T> | Stack | ConcurrentStack<T> ImmutableStack<T> |
Последовательный доступ к элементам | LinkedList<T> | Рекомендации отсутствуют | Рекомендации отсутствуют |
Получение уведомлений при удалении элементов из коллекции или добавлении элементов в коллекцию. (реализует INotifyPropertyChanged и INotifyCollectionChanged) | ObservableCollection<T> | Рекомендации отсутствуют | Рекомендации отсутствуют |
Отсортированная коллекция | SortedList<TKey,TValue> | SortedList | ImmutableSortedDictionary<TKey,TValue> ImmutableSortedSet<T> |
Набор для математических функций | HashSet<T> SortedSet<T> |
Рекомендации отсутствуют | ImmutableHashSet<T> ImmutableSortedSet<T> |
При выборе класса коллекции нужно учитывать возможное влияние на производительность. В следующей таблице сравнивается алгоритмическая сложность разных изменяемых типов коллекций и их соответствующих неизменяемых аналогов. Как правило, последние являются менее производительными, но их неизменяемость часто является преимуществом.
Изменяемый | Амортизационный анализ | Худший случай | Неизменяемые | Сложность |
---|---|---|---|---|
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>.Add , поиск |
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> , поиск |
O(1) | O(1) — или строго O(n ) |
ImmutableDictionary<T> , поиск |
O(log n ) |
SortedDictionary<T>.Add |
O(log n ) |
O(n log n ) |
ImmutableSortedDictionary<T>.Add |
O(log n ) |
List<T>
можно эффективно перечислить с помощью цикла for
или foreach
. Но в случае с ImmutableList<T>
использовать цикл for
неэффективно, так как время для индексатора составляет O(log n
). Перечисление ImmutableList<T>
с помощью цикла foreach
является эффективным, так как ImmutableList<T>
использует двоичное дерево для хранения своих данных вместо простого массива, который использует List<T>
. Массив можно быстро проиндексировать, тогда как двоичное дерево обрабатывается до тех пор, пока не будет найден узел с нужным индексом.
Кроме того, SortedSet<T>
имеет ту же сложность, что и ImmutableSortedSet<T>
. Это обусловлено тем, что в обоих случаях используются двоичные деревья. Существенная разница заключается в том, что ImmutableSortedSet<T>
использует неизменяемое двоичное дерево. Так как ImmutableSortedSet<T>
также предлагает класс System.Collections.Immutable.ImmutableSortedSet<T>.Builder, который допускает изменения, обеспечивается как неизменяемость, так и производительность.
Заголовок | Описание |
---|---|
Выбор класса коллекции | Описывает различные коллекций и содержит сведения по выбору коллекции, соответствующей сценарию пользователя. |
Часто используемые типы коллекций | Описывает часто используемые типы универсальных и неуниверсальных коллекций, таких как System.Array, System.Collections.Generic.List<T> и System.Collections.Generic.Dictionary<TKey,TValue>. |
Когда следует использовать универсальные коллекции | Рассматривает использование типов универсальных коллекций. |
Сравнение и сортировка в коллекциях | Описывает использование проверок равенства и сортировки в коллекциях. |
Отсортированные типы коллекций | Описывает производительность и характеристики отсортированных коллекций. |
Типы коллекций Hashtable и Dictionary | Описывает возможности универсальных и неуниверсальных типов словарей на основе хэша. |
Потокобезопасные коллекции | Описывает типы коллекций, такие как System.Collections.Concurrent.BlockingCollection<T> и System.Collections.Concurrent.ConcurrentBag<T>, поддерживающие безопасный и эффективный одновременный доступ из нескольких потоков. |
System.Collections.Immutable | Приводятся вводные сведения о неизменяемых коллекциях и ссылки на типы коллекций. |
System.Array System.Collections System.Collections.Concurrent System.Collections.Generic System.Collections.Specialized System.Linq System.Collections.Immutable
Обучение
Модуль
Выполнение операций с массивами с помощью вспомогательных методов в C# - Training
Используйте вспомогательные методы C# для выполнения обратных, изменения размера, разделения и соединения операций с массивами.