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前言

:grinning:大家好，我是writer桑，前面一章已经学习了 C# 中常用语句的用法，那本章就开始学习 C# 程序中 常用的数据结构的介绍与用法，希望看完大家能够有所收获，感谢支持！

数据结构的概念

数据结构是一种计算机科学技术领域广泛使用的专业术语，指的是计算机存储组织数据的方式。正所谓 程序 = 数据结构 + 算法， 而数据结构 = 数据 + 结构，指的是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 一般情况下选用合适的数据结构可以让程序运行的效率变得更高。

1，数组 （Array）

数组是一个存储相同类型元素的固定大小的顺序集合。数组是用来存储数据的集合，通常认为数组是一个同一类型变量的集合。

示例如下：

using System;

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 声明一个整数类型的数组 
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

        // 通过下标访问数组 
        Console.WriteLine(arr[0]);      
        Console.WriteLine(arr[1]);
        Console.WriteLine(arr[2]);

        // 通过 foreach 语句访问 
        foreach(int i in arr)
        {
            Console.Write(i + " ");     // 1 2 3 4 5 6 7 
        }
        Console.WriteLine();

        // Array类的使用, 反转数组 
        Array.Reverse(arr);

        foreach(int i in arr)
        {
            Console.Write(i + " ");     // 7 6 5 4 3 2 1 
        }
        Console.WriteLine();    

        // 清空数组 
        Array.Clear(arr);

        foreach (int i in arr)
        {
            Console.Write(i + " ");     // 0 0 0 0 0 0 0
        }
    }
}

1.1，声明并初始化赋值

声明数组的语法： datatype[] arrayName; 其中，datatype 表示存储在数组中元素的类型。 标记符 [] 声明表示建立数组的维度，也就是指定数组的长度大小。arrayName 是指定数组的名称，注意数组名称必须符合 C# 的命名规范。

示例如下：

// 数组的声明
int[] arr;

数组是引用类型，需要使用 new 运算符来初始化，该运算符指定 数组元素类型和 元素数量 n 。其中，数组元素可以是任何类型，数组元素的索引从 0 开始到 n-1。而且数组元素在没有初始化赋值的情况下，数值数组元素的默认值为0，而引用类型元素设置为 null 。

示例如下：

// 数组初始化
int[] arr = new int[7];

数组元素可以指定索引赋值一个单独的元素，也可以在数组初始化时赋值指定的元素，此时可以省略长度说明，因为 C# 编译器会直接根据初始化列表中的元素数量推断得出。在声明初始化数组时，也可以省略掉 new 运算符的使用，这称为隐式类型化数组。

示例如下：

// 给定索引单独赋值 
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;
arr[5] = 6;
arr[6] = 7; 

// 初始化时赋值 
int[] arr = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

// 隐式类型化数组
int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 };

1.2，访问数组元素

可以使用索引输出指定的元素，也可以使用 foreach 语句列举出数组中的所有元素。

示例如下：

// 通过下标访问数组 
Console.WriteLine(arr[0]);      
Console.WriteLine(arr[1]);
Console.WriteLine(arr[2]);

// 通过 foreach 语句访问 
foreach(int i in arr)
{
    Console.Write(i + " ");     // 1 2 3 4 5 6 7 
}

注意，在 C# 程序中数组可以是一维数组、多维数组和交错数组，它们之间的区别在于声明数组的维度上。更详细的介绍： C#一维数组、多维数组和交错数组的区别。

1.3，Array 类的使用

Array 类是支持数组语言实现的基类，它在 System 命名空间中定义。 Array 类提供了各种用于数组的属性和方法。

示例如下：

// Array类的使用, 反转数组 
Array.Reverse(arr);

foreach(int i in arr)
{
    Console.Write(i + " ");     // 7 6 5 4 3 2 1 
}

// 清空数组 
Array.Clear(arr);

foreach(int i in arr)
{
    Console.Write(i + " ");     // 0 0 0 0 0 0 0
} 

列举 Array 类中的属性：

列举 Array 类中常用的方法：

Array 类更多方法请点击。

2，字符串 （String）

string 表示零个或多个 Unicode 字符的序列。string 是 System.String 在 .NET 中的别名。 在 C# 程序中使用 string 关键字和变量名称来声明一个字符串变量，其中变量名称需要符合 C# 的命名规范。

示例如下：

using System;

public class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 声明一个 string 类型的字符串 
        string str = "Hello,world";
        string str2 = "Hello, C#";  

        // 通过下标访问字符串 
        Console.Write(str[0]);
        Console.Write(str[1]);
        Console.Write(str[2]);
        Console.Write(str[3]);
        Console.WriteLine();           // 输出：Hell
 
        // 直接输出 
        Console.WriteLine(str);        // 输出：Hello,world 
 
        // 运算符的使用
        Console.WriteLine(str2 == str);     // True
        Console.WriteLine(str2 != str);     // False 


        // String 类的使用 
        string[] splitStr = str.Split(",");  // ["Hello","World"]
        
        Console.WriteLine(splitStr);     // System.String[] 

        string str3 = String.Join("", splitStr);
        Console.WriteLine(str3);    //  HelloWorld
    }
}

2.1，声明并初始化赋值

字符串的声明初始化有多种形式， 其中包括单行双引号、多行三个双引号、使用 string 构造函数、使用 String 类的属性方法和使用运算符等。

示例如下：

// 单行字符串使用双引号  
string str1 = "Hello,world";

// 多行字符串使用三个双引号
string str2 = """
        This is a multi-line
            string literal with the second line indented.
        """; 

//通过使用 string 构造函数
char[] str = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o' };
string greetings = new string(str);

Console.WriteLine("Greetings: {0}", greetings);        // Greetings: Hello 

// 使用 String 类方法来生成字符串 
string[] strarray = { "Hello", "From", "Tutorials", "Point" };
string message = String.Join(" ", strarray);

Console.WriteLine("Message: {0}", message);      // Message: Hello From Tutorials Point 

// 使用运算符，生成新的字符串 
string str = "Hello," + "World";

Console.WriteLine(str);   // Hello,World 

在字符串的声明时可以使用 @ 和 $ 符号，分别表示逐字字符串和内插字符串。 逐字字符串不处理转义序列，而内插字符串是对整个字符串的格式化。

示例如下：

// 逐字字符串的声明 
string str = @"c:\Docs\Source\a.txt";

Console.WriteLine(str);     // c:\Docs\Source\a.txt 

// 内插字符串的使用 
string s1 = "Hello";
string s2 = "World"; 

Console.WriteLine($"{s1},{s2}");    // Hello,World 

2.2，输出字符串

字符串的访问可以使用 [] 运算符指定下标访问个别字符，也可以直接通过 WriteLine 方法输出和foreach 循环遍历。

示例如下：

// 声明一个 string 类型的字符串 
string str = "Hello,world";
string str2 = "Hello, C#";  

// 通过下标访问字符串 
Console.Write(str[0]);
Console.Write(str[1]);
Console.Write(str[2]);
Console.Write(str[3]);
Console.WriteLine();           // 输出：Hell

// 通过 WriteLine 方法输出
string str = "Hello,World";

Console.WriteLine(str);     // "Hello,World"

// 使用 foreach 循环输出 
string str = "Hello,World"; 

foreach(char c in str)
{
    Console.Write(c);     // "Hello,World" 
}

2.3，String 类的使用

String 类是创建字符串类型的基类。它在 System 命名空间中定义，在 String 类提供了许多支持字符串的操作和方法。

示例如下：

// String 类的使用 
string[] splitStr = str.Split(",");         // ["Hello","World"]

Console.WriteLine(splitStr);        // System.String[] 

// Join 方法指定字符进行连接 
string str3 = String.Join("", splitStr);
Console.WriteLine(str3);    //  HelloWorld

关于 String 类中的定义：

构造函数：

更多构造函数点击。

字段：

属性：

方法：

更多类方法点击。

运算符：

3，结构体（Struct）

结构体类型是一种可封装数据和相关功能的值类型。它使得一个单一变量可以存储各种数据类型的相关数据。使用 struct 关键字定义结构体类型。

3.1，结构体的定义

定义结构体类型，需要使用 struct 关键字和变量来生成，在结构体类型内可以定义需要的成员和构造函数。

示例如下：

using System;

public struct Coords
{
    public Coords(double x, double y)
    {
        X = x;
        Y = y;
    }

    public double X { get; }
    public double Y { get; }

    public override string ToString() => $"({X}, {Y})";
}

public class Program
{ 
    static void Main(string[] args)
    {
        Coords coord = new Coords(11, 22);

        Console.WriteLine(coord);       // (11, 22) 
    }
}

3.2，结构体的使用

在结构体定义之后。 可以使用 "结构体名称" + "实例化对象" 来生成实例对象，实例对象就可以操作在结构体内定义的成员。

示例如下：

public class Program
{ 
    static void Main(string[] args)
    {
        Coords coord = new Coords(11, 22);

        Console.WriteLine(coord);       // (11, 22) 
    }
}

3.3，结构体和类的区别

点击跳转：C#面试常见基础知识点整理 第七条。

结构体在以下几个方面不同于类：

• 结构体是值类型，类是引用类型。
• 结构体常用于数据存储，类多用于行为。
• 类支持继承， 而结构体不支持继承。
• 类可以为抽象类，结构体类型不支持抽象模式。
• 结构体不支持无参构造函数，也不支持析构函数，并且不能有Protected修饰符。

什么时候使用结构体类型：

通常，可以使用结构体类型来设计以数据为中心的较小类型，这些类型只有很少的行为或没有行为。 例如，.NET 使用结构体类型来表示数字（整数和实数）、布尔值、Unicode 字符以及时间实例。 如果侧重于类型的行为，请考虑定义一个类。 类类型具有引用语义 。也就是说，类类型的变量包含的是对类型的实例的引用，而不是实例本身。

4，枚举（Enum）

枚举类型是由基础整数数值类型的一组命名常量定义的值类型。 若要定义枚举类型，请使用 enum 关键字并指定枚举成员的名称。

4.1，枚举的定义

枚举类型的定义使用 enum 关键字 + 枚举名称创建并且自定义枚举成员，枚举成员是一个用逗号分隔的标识符列表。 默认情况下第一个枚举成员的值为0，并依次递增， 也可以显示指定枚举成员的值。

示例如下：

// 枚举类型的定义 
enum Season
{
    Spring,
    Summer,
    Autumn,
    Winter
}

4.2，枚举的使用

使用枚举类型不需要实例化对象就可以使用。对于任何枚举类型，枚举类型与其基础整型类型之间存在显式转换。 如果将枚举值转换为其基础类型，则结果为枚举成员的关联整数值。

示例如下：

using System;

public class EnumTest
{
    // 枚举类型的定义 
    enum Season
    {
        Spring,
        Summer,
        Autumn,
        Winter
    }

    static void Main()
    {
        int x = (int)Season.Spring;
        int y = (int)Season.Summer; 

        Console.WriteLine("Spring = {0}", x);      // Spring = 0
        Console.WriteLine("Summer = {0}", y);      // Summer = 1 
    }
}

4.3，Enum 类的使用

Enum 类为所有枚举类型提供了基类。 它在 System 命名空间中定义，在 Enum 类提供了许多支持枚举类型的操作和方法。例如使用 Enum.IsDefined 方法来确定枚举类型是否包含具有特定关联值的枚举成员。

示例如下：

int value = 1;

Console.WriteLine(Enum.IsDefined(typeof(Season), value));   // True 

关于 Enum 类中的定义：

构造函数：

方法

更多类方法点击。

结语

:star: 以上就是 C# 常用数据结构的介绍，希望能够对大家有所帮助。望大家多多支持，你们的支持就是笔者创作最大的动力！