最全的数据结构解析与归纳


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。

最全的数据结构解析与归纳_第1张图片


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。


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。

最全的数据结构解析与归纳_第2张图片


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。

最全的数据结构解析与归纳_第3张图片

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。

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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。

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Push 操作

  1. //Stack is LIFO: Last in First Out

  2. System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();


  3. //By Push method you can insert item at the top of the stack

  4. objStackPush.Push("Mahsa");

  5. objStackPush.Push("Hassankashi");

  6. this.lblPop.Text = "";

  7. this.ListBoxStack.DataSource = objStackPush.ToArray();

  8. this.ListBoxStack.DataBind();

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Pop操作

  1. System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();

  2.    

  3. objStackPop.Push("Mahsa");

  4. objStackPop.Push("Hassankashi");


  5. //By Pop method you can remove item from the top of the stack --> Last in First in

  6. this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();


  7. this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();

  8. this.ListBoxStack.DataBind();

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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。

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入队操作

  1. //Queue is FIFO: First in First Out

  2. System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();


  3. //By Enqueue method you can insert item at the END of the Queue

  4. objQueue.Enqueue("Mahsa");

  5. objQueue.Enqueue("Hassankashi");

  6. objQueue.Enqueue("Cosmic");

  7. objQueue.Enqueue("Verse");


  8. this.lblQueue.Text = "";

  9. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();

  10. this.ListBoxQueue.DataBind();

复制代码

出队操作

  1. System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();


  2. objQueue.Enqueue("Mahsa");

  3. objQueue.Enqueue("Hassankashi");

  4. objQueue.Enqueue("Cosmic");

  5. objQueue.Enqueue("Verse");


  6. //By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO

  7. this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();


  8. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();

  9. this.ListBoxQueue.DataBind();

复制代码

入队操作

  1. System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();


  2. objQueue.Enqueue("Mahsa");

  3. objQueue.Enqueue("Hassankashi");

  4. objQueue.Enqueue("Cosmic");

  5. objQueue.Enqueue("Verse");


  6. //By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO

  7. this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();


  8. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();

  9. this.ListBoxQueue.DataBind();

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。

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  1. //Like Array is Strong Type

  2. //Like ArrayList with No Dimension

  3. System.Collections.Generic.List strList = new List();


  4. strList.Add("Mahsa");

  5. strList.Add("Hassankashi");

  6. strList.Add("Cosmic");

  7. strList.Add("Verse");


  8. this.ListBoxListGeneric.DataSource = strList;

  9. this.ListBoxListGeneric.DataBind();

  10.   

  11. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();


  12. foreach (var item in strList)

  13. {

  14.    str.Append(" , " + item);

  15. }

  16. this.lblList.Text = str.ToString();

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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 strIList = new List();


  3. strIList.Add("Mahsa");

  4. strIList.Add("Hassankashi");

  5. strIList.Add("Cosmic");

  6. strIList.Add("Verse");

  7.   

  8. this.ListBoxListGeneric.DataSource = strIList;

  9. this.ListBoxListGeneric.DataBind();

  10.   

  11. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();


  12. foreach (var item in strIList)

  13. {

  14.     str.Append(" , " + item);

  15. }

  16. this.lblList.Text = str.ToString();

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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。


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  1. //IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List

  2.      System.Collections.Generic.IEnumerable empIEnumerable = new List         {   

  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.       this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;

  9.       this.GridViewIEnumerable.DataBind();


  10.       System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();


  11.       foreach (Employee item in empIEnumerable)

  12.       {

  13.     str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);

  14.       }

  15.      this.lblIEnumerable.Text = str.ToString();

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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。

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  1. //IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List

  2.      System.Collections.Generic.IEnumerable empIEnumerable = new List         {   

  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.       this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;

  9.       this.GridViewIEnumerable.DataBind();


  10.       System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();


  11.       foreach (Employee item in empIEnumerable)

  12.       {

  13.     str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);

  14.       }

  15.      this.lblIEnumerable.Text = str.ToString();

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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();

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最全的数据结构解析与归纳_第11张图片


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

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Step 2:

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

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Step 3:

输入连接数据库的用户名和密码

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Step 4:

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

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Step 5:

  1. Event Selection (Tab) -> Event : TSQL -> Select : SQL-BatchCompleted | Select Show all Columns


  2. Press Column Filter -> Database Name: Like: "DataAccess"

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运行

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Step 6:

查看结果

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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]

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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]

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最全的数据结构解析与归纳_第19张图片

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

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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 can be instantiated from Stack


  5. System.Collections.Generic.Stack objStackPush = new System.Collections.Generic.Stack();

  6.   

  7. objStackPush.Push(1);

  8. objStackPush.Push(2);

  9.   

  10. this.lblPopGeneric.Text = "";

  11. this.ListBoxStackGeneric.DataSource = objStackPush.ToArray();

  12. this.ListBoxStackGeneric.DataBind();

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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 can be instantiated from Stack


  5. System.Collections.Generic.Stack objStackPop = new System.Collections.Generic.Stack();


  6. objStackPop.Push(1);

  7. objStackPop.Push(2);


  8. this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();

  9. this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();

  10. this.ListBoxStack.DataBind();

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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 can be instantiated from Queue

  5. System.Collections.Generic.Queue objQueue = new System.Collections.Generic.Queue();

  6. objQueue.Enqueue(1);

  7. objQueue.Enqueue(2);


  8. this.lblQueue.Text = "";


  9. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();

  10. this.ListBoxQueue.DataBind();

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十三、Dictionary 及 IDictionary:
Dictionary 可通用,而哈希表不是通用的。Dictionary定义 。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 objDictionary = new Dictionary();


  2. objDictionary.Add(1001, "Mahsa");

  3. objDictionary.Add(1002, "Hassankashi");

  4. objDictionary.Add(1003, "Cosmicverse");


  5. string str = objDictionary[1002];


  6. this.ListBoxDictionary.DataSource = objDictionary;

  7. this.ListBoxDictionary.DataBind();