一文掌握 C# 中的 HashSet 代码片段

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一文掌握 C# 中的 HashSet

Csharp 小笨蛋发布于：2021年12月29日更新于：2021年12月29日 165

HashSet 是一个优化过的无序集合，提供对元素的高速查找和高性能的set集合操作，而且 HashSet 是在 .NET 3.5 中被引入的，在 `System.Collection.Generic` 命名空间下，这篇就来讨论一下如何使用这个 HashSet。

### HashSet 到底是什么
所谓的`HashSet`，指的就是 `System.Collections.Generic` 命名空间下的 `HashSet<T>` 类，它是一个高性能，无序的集合，因此`HashSet`它并不能做排序操作，也不能包含任何重复的元素，`Hashset` 也不能像数组那样使用索引，所以在 `HashSet` 上你无法使用 for 循环，只能使用 `foreach` 进行迭代，`HashSet` 通常用在处理元素的唯一性上有着超高的性能。

`HashSet<T>` 实现了如下几个接口： 
```csharp
public class HashSet<T> : System.Collections.Generic.ICollection<T>,
System.Collections.Generic.IEnumerable<T>, 
System.Collections.Generic.IReadOnlyCollection<T>,
System.Collections.Generic.ISet<T>,
System.Runtime.Serialization.IDeserializationCallback,
System.Runtime.Serialization.ISerializable
{
}

```

HashSet 只能包含唯一的元素，它的内部结构也为此做了专门的优化，值得注意的是，HashSet 也可以存放单个的 null 值，可以得出这么一个结论：如何你想拥有一个具有唯一值的集合，那么 HashSet 就是你最好的选择，何况它还具有超高的检索性能。

### 从 HashSet 中查找一个元素

如果想判断某一个元素是否在 HashSet 内，建议使用 `Contains` 进行判断，代码如下：

```csharp
static void Main(string[] args)
{
	HashSet<string> hashSet = new HashSet<string>();
	hashSet.Add("A");
	hashSet.Add("B");
	hashSet.Add("C");
	hashSet.Add("D");
	if (hashSet.Contains("D"))
		Console.WriteLine("The required element is available.");
	else
		Console.WriteLine("The required element isn’t available.");
	Console.ReadKey();
}
```

### HashSet中的元素唯一性
如果你向 HashSet 中插入重复的元素，它的内部会忽视这次操作而不像别的集合一样抛出异常，接下来展示一下代码：

```csharp
static void Main(string[] args)
{
	HashSet<string> hashSet = new HashSet<string>();
	hashSet.Add("A");
	hashSet.Add("B");
	hashSet.Add("C");
	hashSet.Add("D");
	hashSet.Add("D");
	Console.WriteLine("The number of elements is: {0}", hashSet.Count);
	Console.ReadKey();
}
```

当你执行了这个程序，输出结果如下图：

![图片alt](/uploads/images/20211229/211045-30be67ca99d545f9b64b38cfb0864106.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

现在可以考虑一下下面的代码段，它展示了重复的元素是如何被剔除的。

```csharp
static void Main(string[] args)
{
	string[] cities = new string[] {
		"Delhi",
		"Kolkata",
		"New York",
		"London",
		"Tokyo",
		"Washington",
		"Tokyo"
	};
	HashSet<string> hashSet = new HashSet<string>(cities);
	foreach (var city in hashSet)
	{
		Console.WriteLine(city);
	}
}
```

当你执行完上面的程序，重复的城市名称已经被移除了。

![图片alt](/uploads/images/20211229/211121-9cfef71790d942d89d99404f109edc0d.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

### 从 HashSet 中移除元素
从HashSet 中删除某一个元素可以调用 `Remove` 方法，它的语法结构如下：

`public bool Remove (T item);`

如果在集合中找到了这个元素，`Remove`方法将会删除这个元素并且返回true，否则返回 false。

下面的代码片段展示了如何使用 `Remove` 方法删除 HashSet 中的元素

```csharp
string item = "D";
if(hashSet.Contains(item))
{
   hashSet.Remove(item);
}
```

如果你想删除 HashSet 中的所有元素，可以调用 `Clear` 方法。

### HashSet 的 set操作
HashSet提供了非常多的方法用于 set集合 操作上，比如说：`IntersectWith`, `UnionWith`, `IsProperSubsetOf`, `ExceptWith`, 和 `SymmetricExceptWith`

#### IsProperSubsetOf

这个 `IsProperSubsetOf` 用于判断 `HashSet` 是否为某一个集合的完全子集，可以看下面的例子：

```csharp
HashSet<string> setA = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D" };
HashSet<string> setB = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "X" };
HashSet<string> setC = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D", "E" };
if (setA.IsProperSubsetOf(setC))
   Console.WriteLine("setC contains all elements of setA.");
if (!setA.IsProperSubsetOf(setB))
   Console.WriteLine("setB does not contains all elements of setA.");
```

如果你执行了上面这个程序，你会在控制台上看到如下的输出：

![图片alt](/uploads/images/20211229/211354-a17f547d93824142972f8f1fdb05c51d.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

#### UnionWith

UnionWith方法常用于集合的合并，比如说下面的代码：

```csharp
HashSet<string> setA = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D", "E" };
HashSet<string> setB = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "X", "Y" };
setA.UnionWith(setB);
foreach(string str in setA)
{
   Console.WriteLine(str);
}
```

当你执行完上面的代码，SetB 集合会被 SetA 集合吞掉，最后 SetA 集合将会是包括："A", "B", "C", "D", "E", "X", and "Y" 。

#### IntersectWith
IntersectWith 方法常用于表示两个 HashSet 的交集，下面的例子或许会让你更加理解：

```csharp
HashSet<string> setA = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D", "E" };
HashSet<string> setB = new HashSet<string>() { "A", "X", "C", "Y"};
setA.IntersectWith(setB);
foreach (string str in setA)
{
    Console.WriteLine(str);
}
```

当你运行了上面的这段程序，只有两个 HashSet 中都存在的元素才会输出到控制台中，输出结果如下所示：

![图片alt](/uploads/images/20211229/211452-02348986a1194e8aa125efc4edaf957b.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

#### ExceptWith

ExceptWith 方法表示数学上的减法操作，这个时间复杂度是 O(N)，假定你有两个HashSet 集合，分别叫 setA 和 setB，并且用了下面的语句。

`setA.ExceptWith(setB);`

它返回的元素为： setA中有，setB中没有 的最终结果，如果还不明白的话,使用如下代码辅助理解：

```csharp
HashSet<string> setA = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D", "E" };
HashSet<string> setB = new HashSet<string>() { "A", "X", "C", "Y" };
setA.ExceptWith(setB);
foreach (string str in setA)
{
   Console.WriteLine(str);
}
```

当你执行了上面这段程序，元素 B,D,E 将会输出到控制台上。

![图片alt](/uploads/images/20211229/211535-d08631ffff8b4768928913ba7850e938.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

#### SymmetricExceptWith

`SymmetricExceptWith` 方法常用于修改一个 HashSet 来存放两个 HashSet 都是唯一的元素，换句话说，我要的就是两个集合都不全有的元素，如果还不明白的话，考虑下面的代码段：

```csharp
HashSet<string> setA = new HashSet<string>() { "A", "B", "C", "D", "E" };
HashSet<string> setB = new HashSet<string>() { "A", "X", "C", "Y" };
setA.SymmetricExceptWith(setB);
foreach (string str in setA)
{
  Console.WriteLine(str);
}
```

当你执行完上面的代码，你会发现，setA中有而setB中没有 和 setB中有而setA中没有的元素将会输出到控制台中。

![图片alt](/uploads/images/20211229/211625-7943db003dd8406fb398558ca90dd331.png ''代码片段：Www.CodeSnippet.Cn'')

我们知道数组的平均复杂度是 O(N)，这里的 n 表示数组里的元素数量，而访问 HashSet 中的某一个元素，它的复杂度为 O(1)，这个常量复杂度就决定了 HashSet 在快速检索 和执行 set集合 操作上是一个非常好的选择，你也可以使用 List 去存储某些有指定顺序的元素，同时也可以包含重复的值。

这里⇓感觉得写点什么，要不显得有点空，但还没想好写什么... 返回顶部