[C#]泛型与非泛型集合类的区别及使用例程

今天有空正好把泛型和非泛型集合类写了一个比较，并做了个的例程，可以比较清楚的理解它们概念和使用方法。

泛型与非泛型集合类在C#程序中是非常重要的一个基础概念，这里列一个表来进行对比：

非泛型集合类	泛型集合类	描述
ArrayList	List<T>	表示具有动态大小的对象数组
Hashtable	Dictionary<Tkey,Tvalue>	由键值对组成的集合
SortedList	SortedList<Tkey,Tvalue>	和字典相似但有排序功能的集合
Queue	Queue<T>	表示标准的先进先出（FIFO）队列
Stack	Stack<T>	后进先出（LIFO）队列，提供压入和弹出功能

泛型与非泛型集合类在概念和功能上各有不同，其中非泛型集合类在取出值时需要进行类型的转换操作，如果加入值类型会引起装箱和拆箱的操作，这会带来巨大的性能额外开销，如果掌握好泛型数组之后可以不再需要用非泛型的数组了，同时带来类型安全的好处并减少在值类型和引用类型之间的装箱和拆箱。

下面做一个例程来演示一下，

例程是顺手在WPF下做的，虽然不是C#winform,但差不多是一回事，界面代码就不贴了。

先做一个学生类：

        public class student
        {
public int Number { get; set; }
public string Name { get; set; }
public bool Sex { get; set; }
public student(int _number, string _name, bool _sex)
            {
                Number = _number;
                Name = _name;
                Sex = _sex;
            }
public override string ToString()
            {
return string.Format("序号:{0},姓名:{1},性别:{2}",
                    Number.ToString(), Name, Sex ? "男" : "女");
            }
        }

一、ArrayList与List<T>示例

        ArrayList arrayStudents = new ArrayList();
        List<student> listStudnets = new List<student>();

private void Button_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            addData0();
            showExemple0();
        }

private void addData0()
        {
            arrayStudents.Add(new student(1, "小颗豆一", true));
            arrayStudents.Add(new student(3, "小颗豆二", false));
            arrayStudents.Add(new student(5, "小颗豆三", true));
            arrayStudents.Add(new student(2, "小颗豆四", false));
            arrayStudents.Add(new student(4, "小颗豆五", true));
            arrayStudents.Add(new student(6, "小颗豆六", false));
            arrayStudents.Add("这里冒一个字符串,需要转换,如果这里是值类型还要进行装箱与拆箱,带来额外的开销!");

            listStudnets.Add(new student(1, "小颗豆一", true));
            listStudnets.Add(new student(3, "小颗豆二", false));
            listStudnets.Add(new student(5, "小颗豆三", true));
            listStudnets.Add(new student(2, "小颗豆四", false));
            listStudnets.Add(new student(4, "小颗豆五", true));
            listStudnets.Add(new student(6, "小颗豆六", false));
        }

private void showExemple0()
        {
            richTextBox1.AppendText("--------ArrayList与List<T>示例--------\r\n");
            richTextBox1.AppendText("--------非泛型数组的操作(需要强制转换)--------\r\n");
foreach (var item in arrayStudents)
            {
if (item is student)
                    richTextBox1.AppendText(item.ToString() + "\r\n");
else
                    richTextBox1.AppendText((string)item + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("--------泛型数组的操作(不需要强制转换)--------\r\n");
foreach (var item in listStudnets)
            {
                richTextBox1.AppendText(item.ToString() + "\r\n");
            }
        }

注意观察代码中ArrayList接收的值包括类和字符串，所以要有不同的强制转换，虽然正常运行，但这样带来了安全隐患，泛型集合不需要转换可以轻松调用学生类中自定义的.ToString()，运行效果如下图：

[C#]泛型与非泛型集合类的区别及使用例程

二、Hashtable与Dictionary<Tkey,Tvalue>示例

        private void button1_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            richTextBox1.Document.Blocks.Clear();
            addData1();
            showExemple1();
        }

        Hashtable hashSudents = new Hashtable();
        Dictionary<string ,student> DictStudents = new Dictionary<string ,student>();

private void addData1()
        {
            hashSudents.Add("序号1", new student(1, "小颗豆一", true));
            hashSudents.Add("序号2", new student(3, "小颗豆二", false));
            hashSudents.Add("序号3", new student(5, "小颗豆三", true));
            hashSudents.Add("序号4", new student(2, "小颗豆四", false));
            hashSudents.Add("序号5", new student(4, "小颗豆五", true));
            hashSudents.Add("序号6", new student(6, "小颗豆六", false));

            DictStudents.Add("序号1", new student(1, "小颗豆一", true));
            DictStudents.Add("序号2", new student(3, "小颗豆二", false));
            DictStudents.Add("序号3", new student(5, "小颗豆三", true));
            DictStudents.Add("序号4", new student(2, "小颗豆四", false));
            DictStudents.Add("序号5", new student(4, "小颗豆五", true));
            DictStudents.Add("序号6", new student(6, "小颗豆六", false));
        }
private void showExemple1()
        {
            richTextBox1.AppendText("--------Hashtable与Dictionary<Tkey,Tvalue>示例--------\r\n");
            richTextBox1.AppendText("--------非泛型数组的操作(需要强制转换),注意顺序是特定的------\r\n");
foreach (DictionaryEntry item in hashSudents)
            {
                richTextBox1.AppendText(item.Key.ToString() + ((student)item.Value).ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("包含序号2=" + hashSudents.ContainsKey("序号2").ToString() + "\r\n");
            richTextBox1.AppendText("包含序号9=" + hashSudents.ContainsKey("序号9").ToString() + "\r\n");

            richTextBox1.AppendText("--------泛型数组的操作(不需要强制转换),顺序是原来的顺序-----\r\n");
foreach (KeyValuePair<string, student> item in DictStudents)
            {
                richTextBox1.AppendText(item.Key.ToString() + item.Value.ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("包含序号2=" + DictStudents.ContainsKey("序号2").ToString() + "\r\n");
            richTextBox1.AppendText("包含序号9=" + DictStudents.ContainsKey("序号9").ToString() + "\r\n");
        }

注意，1）Hashtable不仅需要强制转换，由于它内部的特殊性，所得到的结果跟原序中的结果顺序是不一致的，在需要排序的时候会很麻烦，但Dictionary<Tkey,Tvalue>不仅不需要强制转换，而且顺序跟原序是一致的。

2）Hashtable和Dictionary<Tkey,Tvalue>都仍具有.ContainsKey("序号2")；（检查是否包含某键值的项）的方法效率很高。

运行效果如图：

[C#]泛型与非泛型集合类的区别及使用例程

三、SortedList与SortedList<Tkey,Tvalue>示例

        SortedList sortListStudents = new SortedList();
        SortedList<int, student> sortStudents = new SortedList<int, student>();

private void button2_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            richTextBox1.Document.Blocks.Clear();
            addData2();
            showExemple2();
        }
private void addData2()
        {
            sortListStudents.Add(50, new student(1, "小颗豆一", true));
            sortListStudents.Add(20, new student(3, "小颗豆二", false));
            sortListStudents.Add(80, new student(5, "小颗豆三", true));
            sortListStudents.Add(65, new student(2, "小颗豆四", false));
            sortListStudents.Add(44, new student(4, "小颗豆五", true));
            sortListStudents.Add(99, new student(6, "小颗豆六", false));

            sortStudents.Add(50, new student(1, "小颗豆一", true));
            sortStudents.Add(20, new student(3, "小颗豆二", false));
            sortStudents.Add(80, new student(5, "小颗豆三", true));
            sortStudents.Add(65, new student(2, "小颗豆四", false));
            sortStudents.Add(44, new student(4, "小颗豆五", true));
            sortStudents.Add(99, new student(6, "小颗豆六", false));
        }
private void showExemple2()
        {
            richTextBox1.AppendText("--------SortedList与SortedList<Tkey,Tvalue>示例--------\r\n");
            richTextBox1.AppendText("--------非泛型数组的操作(需要强制转换)---------\r\n");
foreach (DictionaryEntry  item in sortListStudents )
            {
                richTextBox1.AppendText(item.Key.ToString() + ((student)item.Value).ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("--------泛型数组的操作(不需要强制转换)--------\r\n");
foreach (KeyValuePair <int,student > item in sortStudents )
            {
                richTextBox1.AppendText(item.Key.ToString() + item.Value.ToString() + "\r\n");
            }
        }

在这个例程中，两个集合类工作都很好的实现了排序功能，差别仍是一个有强制转换，一个不需要。运行效果如图：

[C#]泛型与非泛型集合类的区别及使用例程

四、Queue与Queue<T>示例（先进先出）

        Queue queueStuds = new Queue();
        Queue <student > queueStudents=new Queue<student> ();//先进先出
private void button3_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            richTextBox1.Document.Blocks.Clear();
            addData3();
            showExemple3();
        }

private void addData3()
        {
            queueStuds.Enqueue(new student(1, "小颗豆一", true));
            queueStuds.Enqueue(new student(3, "小颗豆二", false));
            queueStuds.Enqueue(new student(5, "小颗豆三", true));
            queueStuds.Enqueue(new student(2, "小颗豆四", false));
            queueStuds.Enqueue(new student(4, "小颗豆五", true));
            queueStuds.Enqueue(new student(6, "小颗豆六", false));

            queueStudents.Enqueue(new student(1, "小颗豆一", true));
            queueStudents.Enqueue(new student(3, "小颗豆二", false));
            queueStudents.Enqueue(new student(5, "小颗豆三", true));
            queueStudents.Enqueue(new student(2, "小颗豆四", false));
            queueStudents.Enqueue(new student(4, "小颗豆五", true));
            queueStudents.Enqueue(new student(6, "小颗豆六", false));
        }
private void showExemple3()
        {
            richTextBox1.AppendText("--------Queue与Queue<T>示例（先进先出）--------\r\n");
            richTextBox1.AppendText("--------非泛型数组的操作(需要强制转换)---------\r\n");
while (queueStuds .Count >0)
            {
                richTextBox1.AppendText(((student)queueStuds.Dequeue()).ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("现在数组个数＝"+queueStuds.Count.ToString() + "\r\n");


            richTextBox1.AppendText("--------泛型数组的操作(不需要强制转换)（先进先出）---------\r\n");
while (queueStudents.Count > 0)
            {
                richTextBox1.AppendText(queueStudents.Dequeue().ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("现在数组个数＝" + queueStudents.Count.ToString() + "\r\n");
        }

Queue与Queue<T>都使用Enqueue()方法将一个对象加入到队列中，按照先进先出的法则，入栈后使用Dequeue()方法出队。出队后该成员被移除，区别仍是强制转换的问题。运行效果如图：

[C#]泛型与非泛型集合类的区别及使用例程

五、Stack与Stack<T>示例（先进后出,注意显示数据的顺序）

        Stack stackStudnets1 = new Stack();
        Stack<student> stackStudents2 = new Stack<student>();
private void button4_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
        {
            richTextBox1.Document.Blocks.Clear();
            addData4();
            showExemple4();
        }
private void addData4()
        {
            stackStudnets1.Push(new student(1, "小颗豆一", true));
            stackStudnets1.Push(new student(3, "小颗豆二", false));
            stackStudnets1.Push(new student(5, "小颗豆三", true));
            stackStudnets1.Push(new student(2, "小颗豆四", false));
            stackStudnets1.Push(new student(4, "小颗豆五", true));
            stackStudnets1.Push(new student(6, "小颗豆六", false));

            stackStudents2.Push(new student(1, "小颗豆一", true));
            stackStudents2.Push(new student(3, "小颗豆二", false));
            stackStudents2.Push(new student(5, "小颗豆三", true));
            stackStudents2.Push(new student(2, "小颗豆四", false));
            stackStudents2.Push(new student(4, "小颗豆五", true));
            stackStudents2.Push(new student(6, "小颗豆六", false));
        }
private void showExemple4()
        {
            richTextBox1.AppendText("--------Stack与Stack<T>示例（先进后出,注意显示数据的顺序）--------\r\n");
            richTextBox1.AppendText("--------非泛型数组的操作(需要强制转换)---------\r\n");
for (int i = 0; i < stackStudnets1 .Count ; i++)
            {
                  richTextBox1.AppendText(((student)stackStudnets1.Peek ()).ToString() + "\r\n");              
            }
            richTextBox1.AppendText("(Stack.Peek()是返回不移除)现在数组个数＝" + stackStudnets1.Count.ToString() + "\r\n");
            richTextBox1.AppendText("注意:以上数据次次返回的都是最后一次加到数组中的数----------" + "\r\n");
            richTextBox1.AppendText("下边:看看用Stack.Pop()返回并移除的结果:" + "\r\n");
while (stackStudnets1.Count > 0)
            {
                richTextBox1.AppendText(((student)stackStudnets1.Pop()).ToString() + "\r\n");
            }
            richTextBox1.AppendText("(Stack..Pop()是返回并移除)现在数组个数＝" + stackStudnets1.Count.ToString() + "\r\n");

            richTextBox1.AppendText("--------泛型数组的操作(不需要强制转换)---------\r\n");
while (stackStudents2.Count > 0)
            {
                richTextBox1 .AppendText ((stackStudents2 .Pop ().ToString ()+"\r\n"));
            }
            richTextBox1.AppendText("(Stack.Pop()是返回并移除)现在数组个数＝" + stackStudents2.Count.ToString() + "\r\n");

        }

这个集合类，本人感觉用在撤销操作是最方便不过的了，专门记录用户的操作，当需要撤销时，后进的是先出，对象所在位置都不需要判断，如果是泛型直接用即可，如果是非泛型转换一下。

注意，第一部分全是最后一次加入的成员，因为用的是Peek ()方法：返回不移除成员，永远返回最后一个加入的成员；如果用.Pop()方法就不同了：返回并移除，显示的效果及顺序如下图：

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