C#基础-区分数组与集合

目录

区分数组与集合

1.定义

1）数组

2）集合

2.大小

1）数组

2）集合

3.访问速度

1）数组

2）集合

4.内存管理

1）数组

2）集合

5.使用场景

1）数组

2）集合

总结

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       本篇文章来学习一下C#的数组（Array）与集合（Collection），数组和集合是两种常用的数据结构，均为引用类型，下面通过定义、大小、访问速度等方面比较数组和集合的不同，来进一步加深对它们的理解。

 

区分数组与集合

1.定义

1）数组

①数组是固定大小的，可以存储相同类型的多个元素

②一旦数组的大小被确定，就不能改变

③数组的元素可以通过索引访问，索引从0开始

④数组支持基本类型（如 int、char 等）以及引用类型（如 string、object 等）

 

2）集合

①集合是一种可以动态调整大小的数据结构，支持在运行时增删元素。

②集合是 System.Collections 命名空间下的类，最常用的有List<T>、Dictionary<TKey, TValue>、Queue<T>、Stack<T>等。

③集合可以包含不同类型的元素，尤其是当使用泛型时（如 List<int>），它可以存储指定类型的元素。

④集合在性能上通常比数组灵活，但可能在某些操作（如索引访问）上稍逊色。

 

2.大小

1）数组

       数组的大小在创建时是固定的，创建后不能更改，即创建一个数组时，必须指定它初始长度。如果需要更多元素，必须创建一个新的数组并复制现有数据。

int[] arr = new int[5]; //长度为 5

 

2）集合

       集合（如 List<T>）是动态大小的，在运行时自动调整，可以根据需要增大或缩小。

List<int> list = new List<int>();
list.Add(1);
list.Add(2);
list.Add(3);
list.Remove(2);

 

3.访问速度

1）数组

       数组的访问速度非常快，因为它们是基于索引访问的，并且是连续的内存块。由于数组是固定大小的，C#运行时不会做任何内存管理上的调整，因此在性能要求较高的场景下，数组是一个不错的选择。

int[] arr = {1, 2, 3, 4, 5};
int firstElement = arr[0];//直接索引访问

 

2）集合

       集合的访问速度通常比数组稍慢，尤其是在使用List<T>这类需要动态调整大小的集合时。动态扩容和内存分配可能会引入一些额外的开销。不过，对于大多数场景，集合的访问性能是可以接受的。List<T>提供的索引访问也很高效，但集合的增删操作比数组更加灵活：

List<int> list = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5 };
int firstElement = list[0];//通过索引访问

 

4.内存管理

1）数组

       数组是一个固定大小的连续内存块，内存分配时一次性申请所需大小。对于值类型（如int、double）来说，数组是非常高效的。对于引用类型，数组中的每个元素存储的是引用（指向对象的指针），而不是实际的对象。

 

2）集合

       集合是动态扩展的，通常在需要时进行内存分配和调整。动态调整大小可能会导致内存碎片，尤其是当集合在执行大量插入和删除操作时。大多数集合会在容量不足时自动扩展。如List<T> 默认会将容量加倍，直到足够容纳新的元素。

 

5.使用场景

1）数组

①已知大小的数据：事先知道集合大小时，数组通常是最合适的选择。它在内存中是一个连续的块，因此访问速度非常快。如，存储一组固定数量的学生成绩、处理图片的像素数据等。

②性能要求高：当性能非常关键时，尤其是需要频繁访问数据时，数组是一个理想的选择。由于数组的内存布局是连续的，它在访问和操作时会有更高的性能。

③不可修改的集合：当数据在生命周期内不会发生变化（不会增删数据），数组是最合适的选择。

 

2）集合

①动态数据：当需要在运行时动态地添加、删除或调整数据时，集合（如 List<T>）是理想的选择。如，实时更新用户输入的数据、动态生成的数据集等。

②不确定数据量：当无法确定数据的数量时，集合提供了灵活性。如处理用户输入或从外部源读取数据时，使用集合会更方便。

③复杂的数据操作：集合类（如 Dictionary<T, T>、Queue<T>、Stack<T>）提供了比数组更丰富的功能，如哈希查找、队列操作、堆栈操作等。在需要这些特定功能时，集合通常比数组更合适。

 

总结

       总之，数组适用于数据量固定、性能要求高的场景，而集合适用于数据量动态变化、需要灵活增删和复杂操作的场景。在选择时，应该根据具体的需求和数据特点来决定使用数组还是集合。

特性	数组（Array）	集合（Collection）
大小	固定，创建时确定	动态，可增减元素
灵活性	不灵活，不能动态增减元素	灵活，支持动态增删元素
性能	访问速度快，但不支持动态增删	访问速度稍慢，支持更复杂的操作
内存管理	固定大小，内存效率高	动态内存管理，可能导致内存碎片
适用场景	已知大小的静态数据、高性能需求	动态数据、灵活性需求、复杂操作场景

 

       好了，本次的分享到这里就结束啦，希望对你有所帮助~