.NET面试题系列（五）数据结构(Array、List、Queue、Stack)及线程安全问题

常用数据结构的时间复杂度

如何选择数据结构

Array (T[])

当元素的数量是固定的，并且需要使用下标时。

Linked list (LinkedList<T>)

当元素需要能够在列表的两端添加时。否则使用 List<T>。

Resizable array list (List<T>)

当元素的数量不是固定的，并且需要使用下标时。

Stack (Stack<T>)

当需要实现 LIFO（Last In First Out）时。

Queue (Queue<T>)

当需要实现 FIFO（First In First Out）时。

Hash table (Dictionary<K,T>)

当需要使用键值对（Key-Value）来快速添加和查找，并且元素没有特定的顺序时。

Tree-based dictionary (SortedDictionary<K,T>)

当需要使用价值对（Key-Value）来快速添加和查找，并且元素根据 Key 来排序时。

Hash table based set (HashSet<T>)

当需要保存一组唯一的值，并且元素没有特定顺序时。

Tree based set (SortedSet<T>)

当需要保存一组唯一的值，并且元素需要排序时。

http://www.cnblogs.com/gaochundong/p/data_structures_and_asymptotic_analysis.html#hashtable

集合

1. Array(数组)：

分配在连续内存中,不能随意扩展，数组中数值类型必须是一致的。数组的声明有两种形式：直接定义长度，然后赋值；直接赋值。

　　缺点：插入数据慢。

　　优点：性能高，数据再多性能也没有影响

　　特别注意：Array不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行，如果不想使用锁，可以用ConcurrentStack这个线程安全的数组来替代Array。

2. ArrayList(可变长度的数组)

　　不必在声明的时候指定长度,即长度可变；可以存放不同的类型的元素。

　致命缺点：无论什么类型存到ArrayList中都变为object类型，使用的时候又被还原成原先的类型，所以它是类型不安全的，当值类型存入的时候，

会发生装箱操作，变为object引用类型，而使用的时候，又将object类型拆箱，变为原先的值类型，这尼玛，你能忍？

　　结论：不推荐使用，建议使用List代替！！

　　特别注意：ArrayList不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行。

3. List<T> (泛型集合) 推荐使用

　　内部采用array实现，但没有拆箱和装箱的风险，是类型安全的

　　特别注意：List<T>不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行，如果不想使用锁，可以用ConcurrentBag这个线程安全的数组来替代List<T>

4. LinkedList<T> 链表

　　在内存空间中存储的不一定是连续的，所以和数组最大的区别就是，无法用下标访问。

　　优点：增加删除快，适用于经常增减节点的情况。

　　缺点：无法用下标访问，查询慢，需要从头挨个找。

　　特别注意：LinkedList<T>不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行。

5. Queue<T> 队列

　　先进先出，入队(Enqueue)和出队(Dequeue)两个操作

　　特别注意：Queue<T>不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行，如果不想使用锁，线程安全的队列为 ConcurrentQueue。

　　实际应用场景：利用队列解决高并发问题（详见：http://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/8322016.html）

6. Stack<T> 栈

　　后进先出，入栈（push）和出栈（pop）两个操作

　　特别注意：Stack<T>不是线程安全

7. Hashtable

　　典型的空间换时间，存储数据不能太多，但增删改查速度非常快。

　　特别注意：Hashtable是线程安全的，不需要配合锁使用。

　　优点

　　缺点

8. Dictionary<K,T>字典（泛型的Hashtable）

　　增删改查速度非常快，可以用来代替实体只有id和另一个属性的时候，大幅度提升效率。

　　特别注意：Dictionary<K,T>不是线程安全，在多线程中需要配合锁机制来进行，如果不想使用锁，线程安全的字典为 ConcurrentDictionary。

强调： 以上8种类型，除了Hashtable是线程安全，其余都不是，都需要配合lock锁来进行，或者采用 ConcurrentXXX来替代。

四大接口

1. IEnumerable

　　是最基本的一个接口，用于迭代使用，里面有GetEnumerator方法。

2. ICollection

　　继承了IEnumerable接口，主要用于集合，内部有Count属性表示个数，像ArrayList、List、LinkedList均实现了该接口。

3. IList

　　继承了IEnumerable 和 ICollection,实现IList接口的数据接口可以使用索引访问，表示在内存上是连续分配的，比如Array、List。

4. IQueryable

　　这里主要和IEnumerable接口进行对比。

　　Enumerable里实现方法的参数是Func委托，Queryable里实现的方法的参数是Expression表达式。

　　实现IQueryable和IEnumabler均为延迟加载，但二者的实现方式不同，前者为迭代器模式，参数为Func委托，后者为Expression表达式目录树实现。

yield关键字

1. yield必须出现在IEunmerable中

2. yield是迭代器的状态机，能做到延迟查询，使用的时候才查询，可以实现按序加载