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最全的数据结构解析与归纳

断天涯大虾
社区贡献组   /  发表于：2016-8-10 10:52  /   查看：7141  /  回复：0
本帖最后由 断天涯大虾 于 2016-12-13 09:22 编辑

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。


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。


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。

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。


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。

Push 操作

  1. //Stack is LIFO: Last in First Out
  2. System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();

  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");

  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();

  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。

入队操作

  1. //Queue is FIFO: First in First Out
  2. System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();

  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");

  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();

  3. objQueue.Enqueue("Mahsa");
  4. objQueue.Enqueue("Hassankashi");
  5. objQueue.Enqueue("Cosmic");
  6. objQueue.Enqueue("Verse");

  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();

  11. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
  12. this.ListBoxQueue.DataBind();
复制代码

入队操作

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

  3. objQueue.Enqueue("Mahsa");
  4. objQueue.Enqueue("Hassankashi");
  5. objQueue.Enqueue("Cosmic");
  6. objQueue.Enqueue("Verse");

  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();

  11. this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
  12. 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。

  1. //Like Array is Strong Type
  2. //Like ArrayList with No Dimension
  3. System.Collections.Generic.List<string> strList = new List<string>();

  5. strList.Add("Mahsa");
  6. strList.Add("Hassankashi");
  7. strList.Add("Cosmic");
  8. strList.Add("Verse");

  10. this.ListBoxListGeneric.DataSource = strList;
  11. this.ListBoxListGeneric.DataBind();
  12.   
  13. System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();

  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>();

  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();

  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。


  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.      };

  9.       this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
  10.       this.GridViewIEnumerable.DataBind();

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

  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。

  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.      };


  10.       this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
  11.       this.GridViewIEnumerable.DataBind();

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

  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




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

Step 2:
  1. SQL Server Profiler -> File -> New Trace
复制代码

Step 3:

输入连接数据库的用户名和密码

Step 4:
  1. General (Tab) -> Use the Template: Standard
复制代码

Step 5:
  1. Event Selection (Tab) -> Event : TSQL -> Select : SQL-BatchCompleted | Select Show all Columns

  3. Press Column Filter -> Database Name: Like: "DataAccess"
复制代码

运行

Step 6:

查看结果

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

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

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

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>

  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>

  6. System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPop = new System.Collections.Generic.Stack<int>();

  8. objStackPop.Push(1);
  9. objStackPop.Push(2);

  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);

  9. this.lblQueue.Text = "";

  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="">();

  3. objDictionary.Add(1001, "Mahsa");
  4. objDictionary.Add(1002, "Hassankashi");
  5. objDictionary.Add(1003, "Cosmicverse");

  7. string str = objDictionary[1002];

  9. this.ListBoxDictionary.DataSource = objDictionary;
  10. this.ListBoxDictionary.DataBind();</int,>
复制代码
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