哈希表,.net集合研究--哈希表(二)—HashSet<T>

.Net3.5之后出现了HashSet,硬翻译过来就是“哈希集合”,跟“哈希”两字挂钩说明这种集合的内部实现用到了哈希算法,用Reflector工具就可以发现,HashSet和Dictionary使用了相同的存储方式和哈希冲突算法,那么,它跟Dictionary和Hashtable在使用上到底有什么不同?

HashSet对集合运算的操作

HashSet是一个Set集合,虽然List、Collection也叫集合,但Set集合和它们却大有不同。
HashSet提供了和“Set集合运算”相关的方法,如:
IntersectWith (IEnumerable other) (交集)
public void IntersectWithTest() { HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 }; HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 }; set1.IntersectWith(set2); foreach (var item in set1) { Console.WriteLine(item); } //输出:2,3 }
UnionWith (IEnumerable other) (并集)
public void UnionWithTest() { HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 }; HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 }; set1.UnionWith(set2); foreach (var item in set1) { Console.WriteLine(item); } //输出:1,2,3,4 }
ExceptWith (IEnumerable other) (排除)
public void ExceptWithTest() { HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 }; HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 }; set1.ExceptWith(set2); foreach (var item in set1) { Console.WriteLine(item); } //输出:1 }
这些对集合的操作是List、Hashtable和Dictionary所缺少的,但是伴随着Linq和扩展方法的出现,.net 3.5为泛型集合提供了一系列的扩展方法,使得所有的泛型集合具备了set集合操作的能力。
例如与HashSet的IntersectWith 方法对应的扩展方法是IEnumerable 的Intersect,两者的区别是:
HashSet.IntersectWith 是对当前集合进行修改,没有返回值;
IEnumerable.Intersect并不修改原集合,而是返回了一个新的集合。
实例代码如下:
public void IntersectTest() { HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 }; HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 }; IEnumerable set3=set1.Intersect(set2); foreach (var item in set1) { Console.WriteLine(item); } foreach (var item in set3) { Console.WriteLine(item); } //输出:o //set1 : 1,2,3 //set3 : 2,3 }
IEnumerable 其他的扩展方法也是一样,都是不改变调用方法的数组,而是产生并返回新的IEnumerable接口类型的数组,当然你可以通过ToArray,ToList,ToDictionary将返回值转换成你想要的集合类型。
至于如何使用这两种集合操作方式,要取决于你的习惯和业务需求。

HashSet的特点

在3.5之前,想用哈希表来提高集合的查询效率,只有Hashtable和Dictionary两种选择,而这两种都是键-值方式的存储。但有些时候,我们只需要其中一个值,例如一个Email集合,如果用泛型哈希表来存储,往往要在Key和Value各保存一次,不可避免的要造成内存浪费。而HashSet只保存一个值,更加适合处理这种情况。
此外,HashSet的Add方法返回bool值,在添加数据时,如果发现集合中已经存在,则忽略这次操作,并返回false值。而Hashtable和Dictionary碰到重复添加的情况会直接抛出错误。
从数据的保存形式上,HashSet和线性集合List更相似一些,但前者的查询效率有着极大的优势。假如,用户注册时输入邮箱要检查唯一性,而当前已注册的邮箱数量达到10万条,如果使用List进行查询,需要遍历一次列表,时间复杂度为O(n),而使用HashSet则不需要遍历,通过哈希算法直接得到列表中是否已存在,时间复杂度为O(1),这是哈希表的查询优势,在上一篇中已提到。

HashSet的不能做的事情

HashSet是Set集合,它只实现了ICollection接口,在单独元素访问上,有很大的限制:
跟List相比,不能使用下标来访问元素,例如:list[1] 。
跟Dictionary相比,不能通过键值来访问元素,例如:dic[key],因为HashSet每条数据只保存一项,并不采用Key-Value的方式。
所以剩下的仅仅是开头提到的集合操作,这是它的缺点,也是特点。

总结

综上可知,HashSet是一个Set集合,查询上有较大优势,但无法通过下标方式来访问单个元素,这点会让用惯了List的人(我就是),用起来很不顺手。
HashSet有别于其他哈希表,具有很多集合操作的方法,但优势并不明显,因为.net 3.5之后扩展方法赋予了泛型集合进行集合操作的能力,但扩展方法的集合操作往往返回新的集合,在使用习惯上,我个人更偏爱HashSet的操作方式。
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