C#集合类（数据结构）

一、选择数据结构

1）线性容器
List数组/Stack/Dequeue按需求模型选择即可，LinkedList是双向链表增删修改快.
需要有序数组SortList线性排序容器都可以；如果既需要查找快又需要频繁修改那么可以用List记录索引，用LinkedList存储。
2）二叉树类型容器
SortedDictionary可以提供二叉树类型插入删除查找都比较折中的键值对容器。
SortedSet一个集合值类型的容器，比SortedDictionary需要更少的空间。
3）哈希表类型的容器
Dictionary类似于C++/java中的HashMap实现，需要一个哈希函数和一个相等判断函数解决冲突，能够有很高的插入和查找效率。
HashSet适合单个元素的集合操作类型。
ILookup可以获得一个键对应多个值的存储类型，很有用的方面是从指定集合中筛选某种类型的数据集。
4）其它支持容器的接口类，委托，拓展方法和为了观察，封装位操作，封装多线程操作的衍生类型容器
其它功能类型的接口及其委托，拓展方法：
ICollection、IEnumerable、IEquatable、IComparer、IComparable、IEqualityComparer、IFormattable接口
为了观察，封装位操作，封装多线程操作的衍生类型容器：
ObservableCollection，BitArray/BitVector32、IProducerConsumerCollection接口

大多数集合类都在System.Collections.Generic命名空间中，非泛型的System.Collections中已经很少用了。
特定集合类位于System.Collections.Specialized中，线程安全的集合类在System.Collections.Concurrent中。

集合类主要有：

二.ICollection、IEnumerable、IEquatable、IComparer、IComparable、IEqualityComparer、IFormattable接口。

三.Array、List、队列、栈、SortedList、LinkedList双向链表

1.List

List在C#中实现也是数组，动态数组长度不够会加倍。
不确定的数组需要可变数组用List, 确定长度和数量多用Array， 不推荐用ArrayList因为添加的是object类型要装箱和拆箱性能慢。
1）初始化：
初始化时候可以直接赋值，或者指定Count和Capacity来初始化。
对List填充完数据以后可以用TrimExcess()方法去除不需要的容量，只有空白容量超过10%才会去除成功。
List可以用AddRange添加多个元素。
2）访问：
可以通过索引器访问的集合类有：Array,List,ArrayList, StringCollection, List。
List实现了IEnumerable接口，所以也可以用foreach来访问。

List提供了ForEach方法，该方法用Action作为参数。
public void ForEach(Action action);
// 需要当前类中定义该委托的实例赋值给Action委托对象，也可以用Lambda表达式声明该实例。
public delegate void Action (T obj);

3）删除
用RemoveAt效率较快，如果用Remove回先查找值然后删除回查找引用，如果有重写IEquatable或者Object.Equals就会用这些方法判断，否则
是用默认的引用比较，如果是相同的引用地址那么就可以删除成功。
删除还可以用RemoveRange(index, count)来进行删除。
如果要删除指定特性的元素就可以用RemoveAll()方法，指定特性在Predicate参数中指定。
要直接删除所有的元素用ICollection接口中定义的Clear()方法。

4）搜索
IndexOf(),LastIndexOf(), FindIndex(), FindLastIndex(), Find(),FindLast().
判断存在用Exists();
FindIndex()方法需要一个Predicate类型的参数。
public int FindIndex(Predicate match);
需要给委托对象传递一个声明的委托实例，例如：
public bool FindCountryPredicate(Racer racer)
{
   if( racer == null) return false;
   return racer.Country  == country;
}
将FindCountryPredicate传入函数参数，即可，RemoveAll()中也需要传递入该委托实例。
Find(), FindIndex(), FindAll()都需要这样的比较委托实例，委托实例的广泛使用，如果只写一次可以用Lambd表达式来写，多次将其封装为函数。

5)排序
排序Sort方法也需要传递比较大小的委托实例。
有大概三种比较大小的委托函数：
默认的是IComparable一个other参数的比较委托。
IComparer两个参数的比较委托。
重载Sort方法，该方法需要一个Comparison的委托实例。Comparison的委托定义是public delegate int Comparison(T x, T y);

可以调用Reverse()方法逆转整个集合的排序。

6)类型转换
使用List类的ConvertAll()方法，可以把所有的集合类型转换为另一种类型。
该TOutput委托的定义如下：
public sealed delegate TOutput Convert(TInput from);
需要定义一个委托实例，传入该函数参数即可。

7）只读集合
一般集合都是要支持读写的，但是有些比较特殊的应用需要给客户提供一个只读集合，那么可以使用List集合的AsReadOnly()方法就可以返回

一个ReadOnlyCollection类型的对象。ReadOnlyCollection和List的差别只是不能写排序删除等，其它实现都一样。

List简单例子：

 static void Main()
        {
            var graham = new Racer(7, "Graham", "Hill", "UK", 14);
            var emerson = new Racer(13, "Emerson", "Fittipaldi", "Brazil", 14);
            var mario = new Racer(16, "Mario", "Andretti", "USA", 12);

            var racers = new List(20) { graham, emerson, mario };

            racers.Add(new Racer(24, "Michael", "Schumacher", "Germany", 91));
            racers.Add(new Racer(27, "Mika", "Hakkinen", "Finland", 20));

            racers.AddRange(new Racer[] {
               new Racer(14, "Niki", "Lauda", "Austria", 25),
               new Racer(21, "Alain", "Prost", "France", 51)});

            var racers2 = new List(new Racer[] {
               new Racer(12, "Jochen", "Rindt", "Austria", 6),
               new Racer(22, "Ayrton", "Senna", "Brazil", 41) });

            Console.WriteLine("-------racers------------");
            for( int i = 0; i < racers.Count; i++ )
            {
                Console.WriteLine(racers[i].ToString());
            }
            Console.WriteLine("-------racers2------------");
            for (int i = 0; i < racers2.Count; i++)
            {
                Console.WriteLine(racers2[i].ToString());
            }
        }

2.Queue

先进先出，实现了ICollection和IEnumerable接口，但没有实现ICollection接口，因此这个接口定义的Add()和Remove()方法不能用于队列。
没有实现List接口，所以也不支持索引器访问。

队列中的常用方法，Count返回个数，Dequeue()进队列，Enqueue出队列并删除队列头元素，Peek从队列头部读取队列但不删除元素。
TrimExcess()可以清除Capacity中的大于10%时候的元素。

队列Queue的构造默认会4,8,16,32递增的增加容量，.net 1.0版本的Queue却是一开始就给了个32项的空数组。
队列例子：

public class DocumentManager
    {
        // readonly只是说这个队列对象不写（比如另一个对象拷贝给它），但是内部的元素是可以写的
        private readonly Queue documentQueue = new Queue();

        public void AddDocument(Document doc)
        {
            lock (this)
            {
                documentQueue.Enqueue(doc);
            }
        }

        public Document GetDocument()
        {
            Document doc = null;
            lock (this)
            {
                doc = documentQueue.Dequeue();
            }
            return doc;
        }

        public bool IsDocumentAvailable
        {
            get
            {
                return documentQueue.Count > 0;
            }
        }
    }


using System;
using System.Threading;
namespace Wrox.ProCSharp.Collections
{
    public class ProcessDocuments
    {
        private DocumentManager documentManager;
        protected ProcessDocuments(DocumentManager dm)
        {
            documentManager = dm;
        }

        public static void Start(DocumentManager dm)
        {
            // ParameterizedThreadStart;
            // public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj);
            // 直接这样启动一个线程了。
            new Thread( new ProcessDocuments(dm).Run ).Start();