最全的数据结构解析与归纳

悠悠 2024-02-19 16:43 41阅读 0赞

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本文对常用的数据结构：Array, ArrayList，List，IList，ICollection, Stack, Queue, HashTable, Dictionary, IQueryable, IEnumerable等进行详述。

![CompleteCollectionComparison.jpg][]

一、Collection（集合）Collection是数据记录集合，编写代码过程中，常常需要合适的容器保存临时数据，方便修改和查找，如何选取合适的数据容器，关键在于将执行的数据操作以及数据记录是否大量。

![1.jpg][]

二、Array（数组）

特征

1. 固定大小，数组的大小是初始化时决定无法修改的数值。

2. 强类型，存储数据元素类型必须在初始化时指定，因此在运行时，不需要耗费额外的时间来定义数组类型，能够大大提升运行效率。

3. 可使用Foreach关键字实现数组迭代和查找。

因为数组大小是固定的，且是强类型数据结构，因此在运行时只占用很少的内存，运行时效率很高。

![2.jpg][]

三、ArrayList

1. ArrayList 没有固定的长度，容量可动态增加，可应用于开发人员无法确定数组元素个数等场景，当然这种情况下，在定义结构体的时候会非常耗时。

2. ArrayList 不是强类型，ArrayList中不同元素类型可以不相同，并且需要在运行时根据实际的输入来确定元素类型。因此在运行时消耗内存较多。

3. 可使用Froeach 关键字操作ArrayList。

![3.jpg][]

ArrayList支持String,int,以及十进制小数类型。

四、HashTable（哈希表）

HashTable是一种定义关键字的数据结构体，使用哈希表查找数据非常方便，哈希表既不是强类型也不固定大小限制。

![4.jpg][]

五、Stack

栈是最典型的数据结构，栈具有优先级划分的数据结构，栈为每个内容项定义优先级，表示每个Item入栈和出栈的优先顺序。因此操作栈中的数据，需要先将数据push 到栈的顶部，需要删除元素必须变成栈顶部，即要遵守后进先出（LIFO）的原则。

栈与哈希表一样既不是强类型也不限制元素个数。

![5.jpg][]

Push 操作

1.  //Stack is LIFO: Last in First Out
2.  System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
3.  
4.  //By Push method you can insert item at the top of the stack
5.  objStackPush.Push("Mahsa");
6.  objStackPush.Push("Hassankashi");
7.  this.lblPop.Text = "";
8.  this.ListBoxStack.DataSource = objStackPush.ToArray();
9.  this.ListBoxStack.DataBind();

复制代码

Pop操作

1.  System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
2.  
3.  objStackPop.Push("Mahsa");
4.  objStackPop.Push("Hassankashi");
5.  
6.  //By Pop method you can remove item from the top of the stack --> Last in First in
7.  this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
8.  
9.  this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
10. this.ListBoxStack.DataBind();

复制代码

六、Queue

Queue同栈一样也是具有优先级定义的结构体，遵循的规则是先进先出（FIFO），既不是强类型也不具有固定的大小限制。

![6.jpg][]

入队操作

1.  //Queue is FIFO: First in First Out
2.  System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
3.  
4.  //By Enqueue method you can insert item at the END of the Queue
5.  objQueue.Enqueue("Mahsa");
6.  objQueue.Enqueue("Hassankashi");
7.  objQueue.Enqueue("Cosmic");
8.  objQueue.Enqueue("Verse");
9.  
10. this.lblQueue.Text = "";
11. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
12. this.ListBoxQueue.DataBind();

复制代码

出队操作

1.  System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
2.  
3.  objQueue.Enqueue("Mahsa");
4.  objQueue.Enqueue("Hassankashi");
5.  objQueue.Enqueue("Cosmic");
6.  objQueue.Enqueue("Verse");
7.  
8.  //By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO
9.  this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();
10. 
11. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
12. this.ListBoxQueue.DataBind();

复制代码

入队操作

复制代码

七、List

什么情况下需要使用List？

1. List长度可不固定

2. 当数据为通用类型，List是强类型，List中元素类型不需要等到运行时来确定，这种特性使得List 运行时效率非常高。

3. 可使用Foreach关键字。

因为List不需要设定固定的大小，List灵活度高，且效率高常用于开发过程中。

![7.jpg][]

1.  //Like Array is Strong Type
2.  //Like ArrayList with No Dimension
3.  System.Collections.Generic.List<string> strList = new List<string>();
4.  
5.  strList.Add("Mahsa");
6.  strList.Add("Hassankashi");
7.  strList.Add("Cosmic");
8.  strList.Add("Verse");
9.  
10. this.ListBoxListGeneric.DataSource = strList;
11. this.ListBoxListGeneric.DataBind();
12. 
13. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
14. 
15. foreach (var item in strList)
16. \{
17. str.Append(" , " + item);
18. \}
19. this.lblList.Text = str.ToString();

复制代码

八、IList

IList 继承了List，包含多种方法的List接口。如果你无法判断代码改动的可能性，可以使用IList接口，减少模块之间的依赖性。IList是接口因此无法被实例化，所以必须使用List来初始化。

1.  //Ilist can not be instantiate from Ilist , so it should be instantiate from List
2.  System.Collections.Generic.IList<string> strIList = new List<string>();
3.  
4.  strIList.Add("Mahsa");
5.  strIList.Add("Hassankashi");
6.  strIList.Add("Cosmic");
7.  strIList.Add("Verse");
8.  
9.  this.ListBoxListGeneric.DataSource = strIList;
10. this.ListBoxListGeneric.DataBind();
11. 
12. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
13. 
14. foreach (var item in strIList)
15. \{
16. str.Append(" , " + item);
17. \}
18. this.lblList.Text = str.ToString();

复制代码

我们一起了解一下具体的类和接口之间的区别。

1. 具体类可继承其他类，并实现一个或多个接口。

2. 在内部类中可以定义变量并赋值，接口中不允许此操作。

3. 具体类可包含构造函数，而接口中不能定义构造函数

4. 抽象类中可包含访问修饰符如public,private等，接口中不能包含。

![Abstract-vs-Interface-CP.jpg][]

1.  //IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
2.  System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> \{
3.  new Employee \{ ID = 1001, Name="Mahsa"\},
4.  new Employee \{ ID = 1002, Name = "Hassankashi" \},
5.  new Employee \{ ID = 1003, Name = "CosmicVerse" \},
6.  new Employee \{ ID = 1004, Name = "Technical" \}
7.  \};
8.  
9.  this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
10. this.GridViewIEnumerable.DataBind();
11. 
12. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
13. 
14. foreach (Employee item in empIEnumerable)
15. \{
16. str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
17. \}
18. this.lblIEnumerable.Text = str.ToString();

复制代码

九、IEnumerable

IEnumerable常用于遍历集合元素，但是无法修改（删除或添加）数据，使用IEnumberable 会从服务器端将所有数据拷贝到客户端，并进行一定的过滤，如果服务器端有大量数据会造成内存负载[超重][Link 1]。

![8.jpg][]

1.  //IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
2.  System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> \{
3.  new Employee \{ ID = 1001, Name="Mahsa"\},
4.  new Employee \{ ID = 1002, Name = "Hassankashi" \},
5.  new Employee \{ ID = 1003, Name = "CosmicVerse" \},
6.  new Employee \{ ID = 1004, Name = "Technical" \}
7.  \};
8.  
9.  
10. this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
11. this.GridViewIEnumerable.DataBind();
12. 
13. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
14. 
15. foreach (Employee item in empIEnumerable)
16. \{
17. str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
18. \}
19. this.lblIEnumerable.Text = str.ToString();

复制代码

十、IQueryable  
IQueryable与IEnumberable不同的是，当从服务器端加载过量的数据，IQueryable会自动减少应用负载。IQueryable可保证大数据量时应用程序的高性能。IQueryable会先过滤数据，然后发送给客户端。

1.  DataAccessEntities ctx = new DataAccessEntities();
2.  var ctx = new DataAccessEntities();

复制代码

![9.jpg][]

![Sql-Profiler-9.jpg][]

十一、SQL Profiler:

如何追踪查询语句生成TSQL，生成需要的数据结构体：

Step 1:

1.  Start -> MS SQL Server 2008 -> Performance Tools -> SQL Server Profiler

复制代码

![Sql_Profiler_1.jpg][]  
Step 2:

1.  SQL Server Profiler -> File -> New Trace

复制代码

![Sql_Profiler_2.jpg][]

Step 3:

输入连接数据库的用户名和密码

![Sql_Profiler_3.jpg][]

Step 4:

1.  General (Tab) -> Use the Template: Standard

复制代码

![Sql_Profiler_4.jpg][]

Step 5:

1.  Event Selection (Tab) -> Event : TSQL -> Select : SQL-BatchCompleted | Select Show all Columns
2.  
3.  Press Column Filter -> Database Name: Like: "DataAccess"

复制代码

运行

![Sql-Profiler-5.jpg][]

Step 6:

查看结果

![Sql-Profiler-6.jpg][]

Step 7:  
生成 IEnumerable数据 :

1.  SELECT
2.  \[Extent1\].\[ID\] AS \[ID\],
3.  \[Extent1\].\[Name\] AS \[Name\],
4.  \[Extent1\].\[Age\] AS \[Age\]
5.  FROM \[dbo\].\[Employee\] AS \[Extent1\]

复制代码

![Sql-Profiler-7.jpg][]

生成 IQueryable :

1.  SELECT
2.  \[Extent1\].\[ID\] AS \[ID\],
3.  \[Extent1\].\[Name\] AS \[Name\],
4.  \[Extent1\].\[Age\] AS \[Age\]
5.  FROM \[dbo\].\[Employee\] AS \[Extent1\]
6.  WHERE 1 = \[Extent1\].\[ID\]

复制代码

![Sql-Profiler-8.jpg][]

ICollection 继承了IEnumberable，但是IEnumberable是基于索引的，ICollection不基于索引。

![ICollection.jpg][]

十二、Stack Generic

入栈：

1.  //Stack is LIFO: Last in First Out
2.  //Here is for Push Stack in Generic
3.  //System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
4.  //Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
5.  
6.  System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPush = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
7.  
8.  objStackPush.Push(1);
9.  objStackPush.Push(2);
10. 
11. this.lblPopGeneric.Text = "";
12. this.ListBoxStackGeneric.DataSource = objStackPush.ToArray();
13. this.ListBoxStackGeneric.DataBind();

复制代码

Queue Generic

入队：

1.  //Stack is LIFO: Last in First Out
2.  //Here is for Pop Stack in Generic
3.  //System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
4.  //Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
5.  
6.  System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPop = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
7.  
8.  objStackPop.Push(1);
9.  objStackPop.Push(2);
10. 
11. this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
12. this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
13. this.ListBoxStack.DataBind();

复制代码

出队：

1.  //Queue is FIFO: First in First Out
2.  //Here is for Enqueue Queue in Generic
3.  //System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
4.  //Queue<T> can be instantiated from Queue<T>
5.  System.Collections.Generic.Queue<int> objQueue = new System.Collections.Generic.Queue<int>();
6.  objQueue.Enqueue(1);
7.  objQueue.Enqueue(2);
8.  
9.  this.lblQueue.Text = "";
10. 
11. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
12. this.ListBoxQueue.DataBind();

复制代码

十三、Dictionary 及 IDictionary：  
Dictionary 可通用，而哈希表不是通用的。Dictionary定义 <TKey，Tvalue>。IDictionary是Dictionary的接口，如果在后期开发中需要大量修改，建议使用IDictionary。

1.  System.Collections.Generic.Dictionary<int, string=""> objDictionary = new Dictionary<int, string="">();
2.  
3.  objDictionary.Add(1001, "Mahsa");
4.  objDictionary.Add(1002, "Hassankashi");
5.  objDictionary.Add(1003, "Cosmicverse");
6.  
7.  string str = objDictionary\[1002\];
8.  
9.  this.ListBoxDictionary.DataSource = objDictionary;
10. this.ListBoxDictionary.DataBind();</int,>

复制代码

[https_blog.csdn.net_long316_article_details_52595248]: https://blog.csdn.net/long316/article/details/52595248
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[Link 1]: https://www.baidu.com/s?wd=%E8%B6%85%E9%87%8D&tn=24004469_oem_dg&rsv_dl=gh_pl_sl_csd
[8.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/4e6fee3ac89e48eb94c78599d9ff1b3f.png
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[Sql-Profiler-9.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/9dd0d6d9b0ca4900bf19de19c9ed8ff9.png
[Sql_Profiler_1.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/e008efeef920499b8e2aeab86d584a41.png
[Sql_Profiler_2.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/0e6413e21b2147c3af7be53bc33a84cd.png
[Sql_Profiler_3.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/00d40e3fe83d4b84b34920911659cee9.png
[Sql_Profiler_4.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/caf6d08ef2fe4706b18954815d145f6e.png
[Sql-Profiler-5.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/66bd4f16202d4856be64514befa587d6.png
[Sql-Profiler-6.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/e472298f23734c049f73741ffdfd2e98.png
[Sql-Profiler-7.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/050506af47494c3094b1d7db4230ff26.png
[Sql-Profiler-8.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/3b5d6f8126be4056b1b326d0adb1b0a5.png
[ICollection.jpg]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/01/29/9bf1916e9ed945e4b2aba99962033807.png