了解C＃中的HashSet与示例

时间：2022-09-08 06:34:26

在C＃中引入HashSet

在.NET框架中，有几个类可用于执行这些操作。一些课程如下：

  • 列表
  • 字典
  • 哈希集
  • 队列

集合

在C＃编程中，像ArrayList，List这样的集合，只需添加其中的值，而不检查任何重复。为了避免这种重复的数据存储，.NET提供集合名称集。这是一个具有不同项目的集合类型。

有两种类型的集合，SortedSet和HastSet。SortedSet按照排序顺序存储数据，也可以消除重复。

哈希集 vs SortedSet

这两个类都存储非重复的项目。但是，如果要执行性能，并且不关心项目是否未分类存储，则进入HashSet。但是，如果您希望项目在插入后进行排序，但可以进行性能打击，请选择“排序”。

本文分为六个部分，分别如下：

第1节：HastSet的特点 
第2节：消除HashSet中的重复数据条目 
第3节：使用UnionWith（）方法修改HashSet方法 
第4节：使用ExceptWith（）方法 
修改Hashset第5节：使用SymmetricExceptWith（）方法修改Hashset 
第6节：检查添加，删除等操作的性能，包含HashSet和List。

让我们开始吧

第1节：HastSet的特点

这是HashSet的一些突出特点。

  • 这个类代表一组值。
  • 这个类提供了高性能的操作。
  • 这是一组不包含重复元素的集合，并且其中存储的元素没有特定的顺序。
  • 在.NET Framework 4.6版本中，HashSet 实现IReadOnlyCollection 界面连同ISet 接口。
  • 哈希集类对其中存储的元素数量没有任何最大容量。随着元素数量的增加，这种容量不断增加。

第2节：消除C＃HashSet中的重复

步骤1：打开Visual Studio并创建名称为CS_Using_HashSet的控制台应用程序。

步骤2：在Program.cs的Main（）方法中，添加以下代码

using System;
using System.Collections.Generic;
 
namespace CS_Using_HashSet
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Console.WriteLine("Using HashSet");
            //1. Defining String Array (Note that the string "mahesh" is repeated)
            string[] names = new string[] {
                "mahesh",
                "vikram",
                "mahesh",
                "mayur",
                "suprotim",
                "saket",
                "manish"
            };
            //2. Length of Array and Printing array
            Console.WriteLine("Length of Array " + names.Length);
            Console.WriteLine();
            Console.WriteLine("The Data in Array");
            foreach (var n in names)
            {
                Console.WriteLine(n);
            }
 
            Console.WriteLine();
            //3. Defining HashSet by passing an Array of string to it
            HashSet< string > hSet = new HashSet< string >(names);
            //4. Count of Elements in HashSet
            Console.WriteLine("Count of Data in HashSet " + hSet.Count);
            Console.WriteLine();
            //5. Printing Data in HashSet, this will eliminate duplication of "mahesh"
            Console.WriteLine("Data in HashSet");
            foreach (var n in hSet)
            {
                Console.WriteLine(n);
            }    
            Console.ReadLine();
        }
    }
}

上述代码具有以下规格（注：代码中的注释号与以下编号相符）

1.声明一个名称名称的字符串数组，它在其中存储名称。该数组具有字符串“mahesh”的重复条目。

2.打印其中的数组长度和数据。

3.定义一个类型为字符串的HashSet 。该对象使用数组进行初始化，该数组自动从数组中添加HashSet中的项。

4.如第1节所述，HashSet对象不允许重复输入，因此结果将显示HashSet中存在的数据的计数小于数组计数。

5.在HashSet中显示数据。

运行应用程序，并显示以下结果：

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第3节：使用UnionWith（）方法修改HashSet

UnionWith（）方法用于修改HashSet，以包含其中存在的所有元素以及与其建立联合的其他（IEnumerable）集合中的元素。

以下代码是UnionWith（）上的实现。

步骤1：在项目的Main（）方法中添加以下代码。

string[] names1 = new string[] {
    "mahesh","sabnis","manish","sharma","saket","karnik"
};
 
string[] Names2 = new string[] {
    "suprotim","agarwal","vikram","pendse","mahesh","mitkari"
};
//2.
 
HashSet< string > hSetN1 = new HashSet< string >(Names1);
Console.WriteLine("Data in First HashSet");
foreach (var n in hSetN1)
{
    Console.WriteLine(n);
}
Console.WriteLine("_______________________________________________________________");
HashSet< string > hSetN2 = new HashSet< string >(names2);
Console.WriteLine("Data in Second HashSet");
foreach (var n in hSetN2)
{
    Console.WriteLine(n);
}
Console.WriteLine("________________________________________________________________");
//3.
Console.WriteLine("Data After Union");
hSetN1.UnionWith(hSetN2);
foreach (var n in hSetN1)
{
    Console.WriteLine(n);
}

以上代码具有以下规格（注：以下编号与注释相符）。

数组对象声明Name1和Names2，其中包含字符串数据。

2.本步骤定义了两个HashSet的对象hSetN1和hSetN2基于names1和names2分别和来自两个HashSet的数据被打印。

此步骤在hSetN1上调用UnionWith（）方法，并将hSetN2 对象传递给它，并在union之后显示hSetN1中的所有数据。

运行应用程序，将显示以下结果：

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第4节：使用ExceptWith（）方法修改哈希集

该方法用于通过删除与其他集合中的元素匹配的所有元素来修改HashSet。

步骤1：在Main（）方法中添加以下代码。代码使用第3节中声明的hSetN2，并使用names1数组声明一个新的HashSet，该数组用于声明hSetN1。

Console.WriteLine();
Console.WriteLine("_________________________________");
Console.WriteLine("Data in HashSet before using Except With");
Console.WriteLine("_________________________________");
//storing data of hSetN3 in temporary HashSet
HashSet< string > hSetN3 = new HashSet< string >(names1);
foreach (var n in hSetN3)
{
    Console.WriteLine(n);
}
Console.WriteLine();
Console.WriteLine("_________________________________");
Console.WriteLine("Using Except With");
Console.WriteLine("_________________________________");
hSetN3.ExceptWith(hSetN2);
foreach (var n in hSetN3)
{
    Console.WriteLine(n);
}

运行应用程序后，将显示以下结果：

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上述结果表明，当通过将hSetN2参数传递给hSetN2 HashSet的ExceptWith（）方法时，从hSetN3中删除匹配的字符串“mahesh”，并显示剩余的字符串。

第5节：使用 SymmetricExceptWith（）方法修改Hashset

此方法修改HashSet对象以包含仅存在于两个集合之一中的那些元素，但不能同时包含两个。

所有匹配的元素将被删除。

步骤1：在Main（）方法中添加以下代码。代码useshSetN2在第3节中声明，并使用数组names1声明一个新的HashSet hSet4。

HashSet< string > hSetN4 = new HashSet< string >(names1);
Console.WriteLine("_________________________________");
Console.WriteLine("Elements in HashSet before using SymmetricExceptWith");
Console.WriteLine("_________________________________");
Console.WriteLine("HashSet 1");
foreach (var n in hSetN4)
{
    Console.WriteLine(n);
}
Console.WriteLine("HashSet 2");
foreach (var n in hSetN2)
{
    Console.WriteLine(n);
}
Console.WriteLine("_________________________________");
Console.WriteLine("Using SymmetricExceptWith");
Console.WriteLine("_________________________________");
hSetN4.SymmetricExceptWith(hSetN2);
foreach (var n in hSetN4)
{
    Console.WriteLine(n);
}

通过将hSetN2 HashSet传递给它，在HSetN4 HashSet上调用SymmetircExceptWith（）方法。这两个HashSets都包含一个字符串名称“mahesh”。

通过消除匹配的条目，hSetN4将与hSetN2的值合并。运行应用程序后，结果如下：

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第6节：检查HashSet vs List上的添加，删除，包含操作的性能。

以上所有部分都介绍了HashSet的各种方法。

但是，当开发人员想要根据性能选择最合适的集合类型作出决定时，重要的是要检查哪些操作经常在集合上执行。

通常，添加，删除，包含是对内存中集合执行的操作。要执行List和HashSet之间的添加，删除和包含操作的比较，使用以下字符串数组。（注：您可以使用任何其他数据）

static string[] names = new string[] {
    "Tejas", "Mahesh", "Ramesh", "Ram", "GundaRam", "Sabnis", "Leena",
    "Neema", "Sita" , "Tejas", "Mahesh", "Ramesh", "Ram",
    "GundaRam", "Sabnis", "Leena", "Neema", "Sita" ,
    "Tejas", "Mahesh", "Ramesh", "Ram", "GundaRam",
    "Sabnis", "Leena", "Neema", "Sita" , "Tejas",
    "Mahesh", "Ramesh", "Ram", "GundaRam", "Sabnis",
    "Leena", "Neema", "Sita",
    "Tejas", "Mahesh", "Ramesh", "Ram", "GundaRam", "Sabnis", ……            };

（字符串总数为：550）

将以下方法添加到Program.cs

static void Get_Add_Performance_HashSet_vs_List()
{
     
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("List Performance while Adding Item");
    Console.WriteLine();
    List< string > lstNames = new List< string >();
    var s2 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        lstNames.Add(s);
    }
    s2.Stop();
 
    Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));            Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("HashSet Performance while Adding Item");
    Console.WriteLine();
    
    HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);
    var s1 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        hStringNames.Add(s);
    }
    s1.Stop();
 
    Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));            Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine();
    
}

HashSet vs List - Add（）方法

上述方法通过从名称数组中迭代字符串对List和HashSet执行Add（）操作。

操作的性能是通过计算秒表从类System.Diagnostics程序命名空间。

运行应用程序，并显示以下结果：

请注意，下面的结果显示了时间差我的机器，它可以执行样本时，您的计算机上有所不同。

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与HashSet相比，List <>花费更少的时间来添加字符串。

原因之一是List.Add（）只是将一个项目添加到列表，而HashSet.Add（）将跳过新项目（如果它等于其中一个现有项目）。与List.Add（）方法相比，这需要时间来执行HashSet.Add（）方法。

HashSet vs List - Contains（）方法

在Program.cs中添加以下方法

static void Get_Contains_Performance_HashSet_vs_List()
{
  
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("List Performance while checking Contains operation");
    Console.WriteLine();
    List< string > lstNames = new List< string >();
    var s2 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        lstNames.Contains(s);
    }
    s2.Stop();
 
    Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));            Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("HashSet Performance while checking Contains operation");
    Console.WriteLine();
 
    HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);
    var s1 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        hStringNames.Contains(s);
    }
    s1.Stop();
 
    Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine();
 
}

上述方法检查List和HashSet是否包含作为输入参数传递给Contains（）方法的项。运行应用程序，结果将显示如下图所示

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结果清楚地表明，HashSet提供了比List更快的查找元素。

这是因为HashSet中没有重复的数据。HashSet为其中的每个项目维护哈希，并将它们排列在单独的桶中，​​其中包含存储在HashSet中的项目的每个字符的散列。

当查找发生时，HashSet会将其从第一个字符开始进行散列并将其跳转到匹配的每个字符，并从HashSet中提取元素。

HashSet vs List - Remove（）方法

在Program.cs中添加以下方法

static void Get_Remove_Performance_HashSet_vs_List()
{
   
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("List Performance while performing Remove item operation");
    Console.WriteLine();
    List< string > lstNames = new List< string >();
    var s2 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        lstNames.Remove(s);
    }
    s2.Stop();
 
    Console.WriteLine(s2.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));            Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine("HashSet Performance while performing Remove item operation");
    Console.WriteLine();
 
    HashSet< string > hStringNames = new HashSet< string >(StringComparer.Ordinal);
    var s1 = Stopwatch.StartNew();
    foreach (string s in names)
    {
        hStringNames.Remove(s);
    }
    s1.Stop();
 
    Console.WriteLine(s1.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString("0.000 ms"));            Console.WriteLine();
    Console.WriteLine("Ends Here");
    Console.WriteLine("____________________________________");
    Console.WriteLine();
 
}

上述方法使用Remove（）方法执行List和HashSet上的删除操作。运行应用程序，结果将显示如下图所示：

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上图清楚地显示了HashSet的删除操作比List更快。“删除”操作也与“包含”操作类似。

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