最全的数据结构解析与归纳
2016-09-20 13:55
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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。
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
//Stack is LIFO: Last in First Out
System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
//By Push method you can insert item at the top of the stack
objStackPush.Push("Mahsa");
objStackPush.Push("Hassankashi");
this.lblPop.Text = "";
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPush.ToArray();
this.ListBoxStack.DataBind();
复制代码
Pop操作
System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
objStackPop.Push("Mahsa");
objStackPop.Push("Hassankashi");
//By Pop method you can remove item from the top of the stack --> Last in First in
this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
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
//Queue is FIFO: First in First Out
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
//By Enqueue method you can insert item at the END of the Queue
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
this.lblQueue.Text = "";
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
this.ListBoxQueue.DataBind();
复制代码
出队操作
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
//By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO
this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
this.ListBoxQueue.DataBind();
复制代码
入队操作
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
//By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO
this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
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。
//Like Array is Strong Type
//Like ArrayList with No Dimension
System.Collections.Generic.List<string> strList = new List<string>();
strList.Add("Mahsa");
strList.Add("Hassankashi");
strList.Add("Cosmic");
strList.Add("Verse");
this.ListBoxListGeneric.DataSource = strList;
this.ListBoxListGeneric.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (var item in strList)
{
str.Append(" , " + item);
}
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。
//Ilist can not be instantiate from Ilist , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IList<string> strIList = new List<string>();
strIList.Add("Mahsa");
strIList.Add("Hassankashi");
strIList.Add("Cosmic");
strIList.Add("Verse");
this.ListBoxListGeneric.DataSource = strIList;
this.ListBoxListGeneric.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (var item in strIList)
{
str.Append(" , " + item);
}
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。
//IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> {
new Employee { ID = 1001, Name="Mahsa"},
new Employee { ID = 1002, Name = "Hassankashi" },
new Employee { ID = 1003, Name = "CosmicVerse" },
new Employee { ID = 1004, Name = "Technical" }
};
this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
this.GridViewIEnumerable.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (Employee item in empIEnumerable)
{
str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
}
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。
//IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> {
new Employee { ID = 1001, Name="Mahsa"},
new Employee { ID = 1002, Name = "Hassankashi" },
new Employee { ID = 1003, Name = "CosmicVerse" },
new Employee { ID = 1004, Name = "Technical" }
};
this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
this.GridViewIEnumerable.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (Employee item in empIEnumerable)
{
str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
}
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。
DataAccessEntities ctx = new DataAccessEntities();
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:
Start -> MS SQL Server 2008 -> Performance Tools -> SQL Server Profiler
复制代码
Step 2:
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:
General (Tab) -> Use the Template: Standard
复制代码
Step 5:
Event Selection (Tab) -> Event : TSQL -> Select : SQL-BatchCompleted | Select Show all Columns
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
:
SELECT
[Extent1].[ID] AS [ID],
[Extent1].[Name] AS [Name],
[Extent1].[Age] AS [Age]
FROM [dbo].[Employee] AS [Extent1]
复制代码
生成 IQueryable
:
SELECT
[Extent1].[ID] AS [ID],
[Extent1].[Name] AS [Name],
[Extent1].[Age] AS [Age]
FROM [dbo].[Employee] AS [Extent1]
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：
//Stack is LIFO: Last in First Out
//Here is for Push Stack in Generic
//System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
//Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPush = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
objStackPush.Push(1);
objStackPush.Push(2);
this.lblPopGeneric.Text = "";
this.ListBoxStackGeneric.DataSource = objStackPush.ToArray();
this.ListBoxStackGeneric.DataBind();
复制代码
Queue Generic
入队：
//Stack is LIFO: Last in First Out
//Here is for Pop Stack in Generic
//System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
//Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPop = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
objStackPop.Push(1);
objStackPop.Push(2);
this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
this.ListBoxStack.DataBind();
复制代码
出队：
//Queue is FIFO: First in First Out
//Here is for Enqueue Queue in Generic
//System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
//Queue<T> can be instantiated from Queue<T>
System.Collections.Generic.Queue<int> objQueue = new System.Collections.Generic.Queue<int>();
objQueue.Enqueue(1);
objQueue.Enqueue(2);
this.lblQueue.Text = "";
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
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。
System.Collections.Generic.Dictionary<int, string=""> objDictionary = new Dictionary<int, string="">();
objDictionary.Add(1001, "Mahsa");
objDictionary.Add(1002, "Hassankashi");
objDictionary.Add(1003, "Cosmicverse");
string str = objDictionary[1002];
this.ListBoxDictionary.DataSource = objDictionary;
this.ListBoxDictionary.DataBind();</int,>
复制代码
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
//Stack is LIFO: Last in First Out
System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
//By Push method you can insert item at the top of the stack
objStackPush.Push("Mahsa");
objStackPush.Push("Hassankashi");
this.lblPop.Text = "";
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPush.ToArray();
this.ListBoxStack.DataBind();
复制代码
Pop操作
System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
objStackPop.Push("Mahsa");
objStackPop.Push("Hassankashi");
//By Pop method you can remove item from the top of the stack --> Last in First in
this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
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
//Queue is FIFO: First in First Out
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
//By Enqueue method you can insert item at the END of the Queue
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
this.lblQueue.Text = "";
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
this.ListBoxQueue.DataBind();
复制代码
出队操作
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
//By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO
this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
this.ListBoxQueue.DataBind();
复制代码
入队操作
System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
objQueue.Enqueue("Mahsa");
objQueue.Enqueue("Hassankashi");
objQueue.Enqueue("Cosmic");
objQueue.Enqueue("Verse");
//By Dequeue method you can remove item from the BEGINING of the Queue --> First in First out FIFO
this.lblQueue.Text=objQueue.Dequeue().ToString();
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
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。
//Like Array is Strong Type
//Like ArrayList with No Dimension
System.Collections.Generic.List<string> strList = new List<string>();
strList.Add("Mahsa");
strList.Add("Hassankashi");
strList.Add("Cosmic");
strList.Add("Verse");
this.ListBoxListGeneric.DataSource = strList;
this.ListBoxListGeneric.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (var item in strList)
{
str.Append(" , " + item);
}
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。
//Ilist can not be instantiate from Ilist , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IList<string> strIList = new List<string>();
strIList.Add("Mahsa");
strIList.Add("Hassankashi");
strIList.Add("Cosmic");
strIList.Add("Verse");
this.ListBoxListGeneric.DataSource = strIList;
this.ListBoxListGeneric.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (var item in strIList)
{
str.Append(" , " + item);
}
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。
//IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> {
new Employee { ID = 1001, Name="Mahsa"},
new Employee { ID = 1002, Name = "Hassankashi" },
new Employee { ID = 1003, Name = "CosmicVerse" },
new Employee { ID = 1004, Name = "Technical" }
};
this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
this.GridViewIEnumerable.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (Employee item in empIEnumerable)
{
str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
}
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。
//IEnumerable can not be instantiate from Enumerable , so it should be instantiate from List
System.Collections.Generic.IEnumerable<Employee> empIEnumerable = new List<Employee> {
new Employee { ID = 1001, Name="Mahsa"},
new Employee { ID = 1002, Name = "Hassankashi" },
new Employee { ID = 1003, Name = "CosmicVerse" },
new Employee { ID = 1004, Name = "Technical" }
};
this.GridViewIEnumerable.DataSource = empIEnumerable;
this.GridViewIEnumerable.DataBind();
System.Text.StringBuilder str = new System.Text.StringBuilder();
foreach (Employee item in empIEnumerable)
{
str.Append(" , " + item.ID +"-"+item.Name);
}
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。
DataAccessEntities ctx = new DataAccessEntities();
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:
Start -> MS SQL Server 2008 -> Performance Tools -> SQL Server Profiler
复制代码
Step 2:
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:
General (Tab) -> Use the Template: Standard
复制代码
Step 5:
Event Selection (Tab) -> Event : TSQL -> Select : SQL-BatchCompleted | Select Show all Columns
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
:
SELECT
[Extent1].[ID] AS [ID],
[Extent1].[Name] AS [Name],
[Extent1].[Age] AS [Age]
FROM [dbo].[Employee] AS [Extent1]
复制代码
生成 IQueryable
:
SELECT
[Extent1].[ID] AS [ID],
[Extent1].[Name] AS [Name],
[Extent1].[Age] AS [Age]
FROM [dbo].[Employee] AS [Extent1]
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：
//Stack is LIFO: Last in First Out
//Here is for Push Stack in Generic
//System.Collections.Stack objStackPush = new System.Collections.Stack();
//Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPush = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
objStackPush.Push(1);
objStackPush.Push(2);
this.lblPopGeneric.Text = "";
this.ListBoxStackGeneric.DataSource = objStackPush.ToArray();
this.ListBoxStackGeneric.DataBind();
复制代码
Queue Generic
入队：
//Stack is LIFO: Last in First Out
//Here is for Pop Stack in Generic
//System.Collections.Stack objStackPop = new System.Collections.Stack();
//Stack<T> can be instantiated from Stack<T>
System.Collections.Generic.Stack<int> objStackPop = new System.Collections.Generic.Stack<int>();
objStackPop.Push(1);
objStackPop.Push(2);
this.lblPop.Text = objStackPop.Pop().ToString();
this.ListBoxStack.DataSource = objStackPop.ToArray();
this.ListBoxStack.DataBind();
复制代码
出队：
//Queue is FIFO: First in First Out
//Here is for Enqueue Queue in Generic
//System.Collections.Queue objQueue = new System.Collections.Queue();
//Queue<T> can be instantiated from Queue<T>
System.Collections.Generic.Queue<int> objQueue = new System.Collections.Generic.Queue<int>();
objQueue.Enqueue(1);
objQueue.Enqueue(2);
this.lblQueue.Text = "";
this.ListBoxQueue.DataSource = objQueue.ToArray();
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。
System.Collections.Generic.Dictionary<int, string=""> objDictionary = new Dictionary<int, string="">();
objDictionary.Add(1001, "Mahsa");
objDictionary.Add(1002, "Hassankashi");
objDictionary.Add(1003, "Cosmicverse");
string str = objDictionary[1002];
this.ListBoxDictionary.DataSource = objDictionary;
this.ListBoxDictionary.DataBind();</int,>
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