C#解惑：HashSet<T>类

 

HashSet<T>

是一个相对“冷门”的类型，平时在项目中用得不多，但是在特定的业务中可以大用。
先来了解下

HashSet<T>

类，主要被设计用来存储集合，做高性能集运算，例如两个集合求交集、并集、差集等。从名称可以看出，它是基于Hash的，可以简单理解为没有Value的Dictionary。

HashSet<T>

不能用索引访问，不能存储重复数据，元素T必须正确实现了

Equals

和

GetHashCode

。

HashSet<T>

的一些特性如下:

HashSet<T>

中的值不能重复且没有顺序。

HashSet<T>

的容量会按需自动添加。

HashSet<T>

的优势和与

List<T>

的比较

HashSet<T>

最大的优势是检索的性能，简单的说它的Contains方法的性能在大数据量时比

List<T>

好得多。曾经做过一个测试，将800W条int类型放在

List<int>

集合中，使用Contains判断是否存在，速度巨慢，而放在

HashSet<int>

性能得到大幅提升。
在内部算法实现上，

HashSet<T>

的Contains方法复杂度是O(1)，

List<T>

的Contains方法复杂度是O(n)，后者数据量越大速度越慢，而

HashSet<T>

不受数据量的影响。
所以在集合的目的是为了检索的情况下，我们应该使用

HashSet<T>

代替

List<T>

。比如一个存储关键字的集合，运行的时候通过其Contains方法检查输入字符串是否关键字。
在3.5之前，想用哈希表来提高集合的查询效率，只有Hashtable和Dictionary两种选择，而这两种都是键-值方式的存储。但有些时候，我们只需要其中一个值，例如一个Email集合，如果用泛型哈希表来存储，往往要在Key和Value各保存一次，不可避免的要造成内存浪费。而HashSet只保存一个值，更加适合处理这种情况。
此外，HashSet的Add方法返回bool值，在添加数据时，如果发现集合中已经存在，则忽略这次操作，并返回false值。而Hashtable和Dictionary碰到重复添加的情况会直接抛出错误。
从使用上来看，HashSet和线性集合List更相似一些，但前者的查询效率有着极大的优势。假如，用户注册时输入邮箱要检查唯一性，而当前已注册的邮箱数量达到10万条，如果使用List进行查询，需要遍历一次列表，时间复杂度为O（n），而使用HashSet则不需要遍历，通过哈希算法直接得到列表中是否已存在，时间复杂度为O（1），这是哈希表的查询优势。
和List的区别
HashSet是Set集合，它只实现了ICollection接口，在单独元素访问上，有很大的限制：
跟List相比，不能使用下标来访问元素，如：list[1] 。
跟Dictionary相比，不能通过键值来访问元素，例如：dic[key]，因为HashSet每条数据只保存一项，并不采用Key-Value的方式，换句话说，HashSet中的Key就是Value，假如已经知道了Key，也没必要再查询去获取Value，需要做的只是检查值是否已存在。
所以剩下的仅仅是开头提到的集合操作，这是它的缺点，也是特点。
集合运算
IntersectWith (IEnumerable other) （交集）

public void IntersectWithTest()
{
HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };

set1.IntersectWith(set2);

foreach (var item in set1)
{
Console.WriteLine(item);
}

//输出：2,3
}

UnionWith (IEnumerable other) （并集）
public void UnionWithTest()

{

HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 };

HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 };

set1.UnionWith(set2);

foreach (var item in set1)
{
Console.WriteLine(item);
}

//输出：1,2,3,4
}

ExceptWith (IEnumerable other) （排除）
public void ExceptWithTest()

{

HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 };

HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 };

set1.ExceptWith(set2);

foreach (var item in set1)
{
Console.WriteLine(item);
}

//输出：1
}