c#泛型集合（ArrayList和List、Dictionary的对比）

一、List<T> 集合

1. 基本概念

• 泛型集合：只能存储指定类型的数据，类型安全。

• 动态扩容：无需指定初始大小，自动调整容量。

• 性能优势：避免装箱拆箱（相比 ArrayList）。

2. 创建与初始化

// 空列表
List<int> list = new List<int>();
​
// 带初始值的列表
List<string> list4 = new List<string> { "aaa", "ccc", "bbb" };

3. 常用属性与方法

操作	代码示例	说明
添加元素	list.Add(100);	在末尾添加单个元素。
批量添加	list.AddRange(new[] {1, 2, 3});	添加集合中的所有元素。
插入元素	list.Insert(1, "apple");	在指定索引处插入元素。
访问元素	string item = list[0];	通过索引访问元素（索引从 0 开始）。
修改元素	list[0] = "banana";	通过索引修改元素值。
删除元素	list.Remove("apple");	删除第一个匹配的元素。
删除指定位置	list.RemoveAt(0);	删除指定索引的元素。
判断元素存在	bool exists = list.Contains("apple");	检查列表是否包含指定元素。
获取元素索引	int index = list.IndexOf("apple");	返回元素的第一个索引（不存在返回 -1）。
排序	list.Sort();	对列表进行升序排序（元素需实现 IComparable）。
反转顺序	list.Reverse();	反转列表元素的顺序。
清空列表	list.Clear();	移除所有元素。
获取元素数量	int count = list.Count;	返回列表中的元素个数。

4. 高阶函数（Lambda 表达式）

方法	作用	示例
Find()	查找第一个符合条件的元素。	int evenNum = list.Find(x => x % 2 == 0);
FindAll()	查找所有符合条件的元素，返回新列表。	List<int> evens = list.FindAll(x => x % 2 == 0);
FindIndex()	查找第一个符合条件的元素的索引。	int index = list.FindIndex(x => x > 10);
Any()	判断是否存在符合条件的元素（返回 bool）。	bool hasEven = list.Any(x => x % 2 == 0);
All()	判断所有元素是否都符合条件。	bool allPositive = list.All(x => x > 0);
Where()	筛选符合条件的元素（返回 IEnumerable<T>）。	var filtered = list.Where(x => x < 100);
ForEach()	对每个元素执行操作。	list.ForEach(x => Console.WriteLine(x));

二、Dictionary<TKey, TValue> 字典

1. 基本概念

• 键值对集合：每个元素包含唯一的键（Key）和对应的值（Value）。

• 快速查找：通过键快速定位值（时间复杂度 O (1)）。

• 键的唯一性：键不能重复，且必须实现 IEquatable<T> 接口。

2. 创建与初始化

// 空字典
Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();
​
// 带初始值的字典
Dictionary<string, int> asciiDict = new Dictionary<string, int> {{"a", 97},{"c", 99},{"b", 98}
};

3. 常用属性与方法

操作	代码示例	说明
添加键值对	dict.Add("apple", 1);	添加键值对（键不存在时）。
通过键访问值	int value = dict["apple"];	通过键获取值（键不存在时抛出异常）。
通过键设置值	dict["apple"] = 100;	修改已存在键对应的值。
安全获取值	bool found = dict.TryGetValue("apple", out int value);	尝试获取值，避免异常。
判断键是否存在	bool hasKey = dict.ContainsKey("apple");	检查字典是否包含指定键。
判断值是否存在	bool hasValue = dict.ContainsValue(1);	检查字典是否包含指定值。
删除键值对	dict.Remove("apple");	删除指定键对应的元素。
清空字典	dict.Clear();	移除所有键值对。
获取所有键	var keys = dict.Keys;	返回所有键的集合（类型：Dictionary<TKey, TValue>.KeyCollection）。
获取所有值	var values = dict.Values;	返回所有值的集合（类型：Dictionary<TKey, TValue>.ValueCollection）。
获取元素数量	int count = dict.Count;	返回字典中键值对的数量。

4. 遍历字典

// 遍历所有键值对
foreach (KeyValuePair<string, int> item in dict) {Console.WriteLine($"Key: {item.Key}, Value: {item.Value}");
}
​
// 简化写法（使用 var）
foreach (var item in dict) {Console.WriteLine($"Key: {item.Key}, Value: {item.Value}");
}
​
// 单独遍历键或值
foreach (string key in dict.Keys) {Console.WriteLine(key);
}
​
foreach (int value in dict.Values) {Console.WriteLine(value);
}

三、List<T> 与 ArrayList 的对比

特性	List<T>	ArrayList
类型安全	是（泛型）	否（可存储任意类型）
装箱拆箱	无	有（值类型与 object 之间转换）
性能	高（无需类型转换）	低（频繁装箱拆箱）
语法	需要指定类型 List<int>	直接使用 ArrayList
推荐场景	存储相同类型的数据	需存储混合类型（不推荐）

四、代码补充建议

1. List<T> 补充

// 安全访问元素（避免索引越界）
if (index < list.Count) {Console.WriteLine(list[index]);
}
​
// 使用 List<T> 的构造函数初始化
List<int> numbers = new List<int>(new[] {1, 2, 3});
​
// 复杂对象的列表
List<Person> people = new List<Person> {new Person { Name = "Alice", Age = 30 },new Person { Name = "Bob", Age = 25 }
};
​
// 对复杂对象排序
people.Sort((p1, p2) => p1.Age.CompareTo(p2.Age));

2. Dictionary<TKey, TValue> 补充

// 安全添加键值对（避免键已存在的异常）
if (!dict.ContainsKey("apple")) {dict.Add("apple", 1);
}
​
// 或者使用 TryAdd（.NET Core 2.0+）
dict.TryAdd("apple", 1);
​
// 嵌套字典
Dictionary<string, Dictionary<string, int>> nestedDict = new Dictionary<string, Dictionary<string, int>>();
nestedDict["fruits"] = new Dictionary<string, int> { {"apple", 1}, {"banana", 2} };

五、注意事项

1. 集合线程安全：List<T> 和 Dictionary<TKey, TValue> 是非线程安全的。多线程环境下使用需加锁或使用 ConcurrentDictionary<TKey, TValue>。

2. 键的唯一性：字典的键必须唯一，否则会抛出 ArgumentException。

3. 空引用检查：访问集合元素前建议检查 Count > 0 或使用 Any() 方法。

4. 性能优化：若需频繁插入 / 删除元素，考虑使用 LinkedList<T>；若需线程安全，使用 ConcurrentBag<T> 等并发集合。