第三节：深度剖析各类数据结构(Array、List、Queue、Stack)及线程安全问题和yeild关键字

一. 各类数据结构比较及其线程安全问题

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。

 {
                Console.WriteLine("---------------------------01 Array(数组)-----------------------------------");
                //模式一：声明数组并指定长度
                int[] array = new int[3];
                //数组的赋值通过下标来赋值
                for (int i = 0; i < array.Length; i++)
                {
                    array[i] = i + 10;
                }
                //数组的修改通过下标来修改
                array[2] = 100;
                //输出
                for (int j = 0; j < array.Length; j++)
                {
                    Console.WriteLine(array[j]);
                }

                //模式二：直接赋值
                string[] array2 = new string[] { "二胖", "二狗" };
}

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。

  {
                Console.WriteLine("---------------------------02 ArrayList(可变长度的数组)-----------------------------------");
                ArrayList arrayList = new ArrayList();
                arrayList.Add("二胖");
                arrayList.Add("马茹");
                arrayList.Add(100);
                for (int i = 0; i < arrayList.Count; i++)
                {
                    Console.WriteLine(arrayList[i] + "类型为：" + arrayList[i].GetType());
                }
}

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>

{
                Console.WriteLine("---------------------------03 List<T> (泛型集合)-----------------------------------");
                List<string> arrayList = new List<string>();
                arrayList.Add("二胖");
                arrayList.Add("马茹");
                arrayList.Add("大胖");
                //修改操作
                arrayList[2] = "葛帅";
                //删除操作
                //arrayList.RemoveAt(0);
                for (int i = 0; i < arrayList.Count; i++)
                {
                    Console.WriteLine(arrayList[i]);
                }
}

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。

{
                Console.WriteLine("---------------------------04 ListLink<T> 链表-----------------------------------");
                LinkedList<string> linkedList = new LinkedList<string>();
                linkedList.AddFirst("二胖");
                linkedList.AddLast("马茹");

                var node1 = linkedList.Find("二胖");
                linkedList.AddAfter(node1, "三胖");
                //删除操作
                linkedList.Remove(node1);
                //查询操作
                foreach (var item in linkedList)
                {
                    Console.WriteLine(item);
                } 
}

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）

 {
                Console.WriteLine("---------------------------05 Queue<T> 队列-----------------------------------");
                Queue<int> quereList = new Queue<int>();
                //入队操作
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    quereList.Enqueue(i + 100);
                }
                //出队操作
                while (quereList.Count != 0)
                {
                    Console.WriteLine(quereList.Dequeue());
                }
}

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

 {
                Console.WriteLine("---------------------------06 Stack<T> 栈-----------------------------------");
                Stack<int> stackList = new Stack<int>();
                //入栈操作
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    stackList.Push(i + 100);
                }
                //出栈操作
                while (stackList.Count != 0)
                {
                    Console.WriteLine(stackList.Pop());
                }
}

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。

{
                Console.WriteLine("---------------------------07 Hashtable-----------------------------------");
                Hashtable tableList = new Hashtable();
                //存储
                tableList.Add("001", "马茹");
                tableList["002"] = "二胖";
                //查询
                foreach (DictionaryEntry item in tableList)
                {
                    Console.WriteLine("key:{0},value:{1}", item.Key.ToString(), item.Value.ToString());
                }
}

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。

 {
                Console.WriteLine("---------------------------08 Dictionary<K,T>字典-----------------------------------");
                Dictionary<string, string> tableList = new Dictionary<string, string>();
                //存储
                tableList.Add("001", "马茹");
                tableList.Add("002", "二胖");
                tableList["002"] = "三胖";
                //查询
                foreach (var item in tableList)
                {
                    Console.WriteLine("key:{0},value:{1}", item.Key.ToString(), item.Value.ToString());
                }
}

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。

详细的请见：http://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/8322016.html

二. 四大接口比较

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。

三. 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

3. 例子

　　测试一：在 “var data1 = y.yieldWay();”加一个断点，发现直接跳过，不能进入yieldWay方法中，而在“foreach (var item in data1)”加一个断点，第一次遍历的时候就进入了yieldWay方法中，说明了yield是延迟加载的，只有使用的时候才查询。

　　测试二：对yieldWay和commonWay获取的数据进行遍历，通过控制台发现前者是一个一个输出，而后者是先一次性获取完，一下全部输出来，证明了yield可以做到按需加载，可以在foreach中加一个限制，比如该数据不满足>100就不输出。

    //*********************************  下面为对比普通返回值和使用yeild返回值的方法  ************************************************

       /// <summary>
       /// 含yield返回值的方法
       /// </summary>
       /// <returns></returns>
        public IEnumerable<int> yieldWay()
        {
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                yield return this.Get(i);
            }
        }
        /// <summary>
        /// 普通方法
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        public IEnumerable<int> commonWay()
        {
            int[] intArray = new int[10];
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                intArray[i] = this.Get(i);
            }
            return intArray;
        }

        /// <summary>
        /// 一个获取数据的方法
        /// </summary>
        /// <param name="num"></param>
        /// <returns></returns>
        private int Get(int num)
        {
            Thread.Sleep(1000);
            return num * DateTime.Now.Second;
        }

            Console.WriteLine("-----------------------下面是调用yield方法-----------------------");
            yieldDemo y = new yieldDemo();
            var data1 = y.yieldWay();
            foreach (var item in data1)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }
            Console.WriteLine("-----------------------下面是调用普通方法-----------------------");
            var data2 = y.commonWay();
            foreach (var item in data2)
            {
                Console.WriteLine(item);
            }

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• 作       者 : Yaopengfei(姚鹏飞)
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