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C#集合List＜T＞与HashSet＜T＞的区别

news 来源：原创 2025/9/5 15:52:31

在C#中，List和HashSet都是用于存储元素的集合，但它们在内部实现、用途、性能特性以及使用场景上存在一些关键区别。

内部实现
List：基于数组实现的，可以包含重复的元素，并且元素是按照添加的顺序存储的。
HashSet：基于哈希表实现的，不允许重复元素，并且不保证元素的顺序。
性能
List：
插入：在列表末尾添加元素很快，但如果需要在中间插入或删除元素，性能会下降，因为这可能需要移动其他元素。
查找：通过索引访问元素非常快，但查找特定元素则需要遍历整个列表。
HashSet：
插入：非常快，因为它是基于哈希表的。
查找：也非常快，平均情况下是常数时间复杂度（O(1)）。
删除：同插入一样快。
内存使用
List：如果元素很多，尤其是在列表中间插入或删除元素时，可能会浪费内存，因为需要保持数组的连续性。
HashSet：通常比List占用更少的内存，因为它不需要为可能的重复元素预留空间。
适用场景
List：
当你需要保持元素的顺序时。
当元素可能会重复时。
当需要频繁地在列表中间插入或删除元素时（尽管这通常不是最佳实践）。
HashSet：
当你不关心元素的顺序时。
当需要快速查找、添加和删除元素时。
当集合中的元素应该是唯一的时。
示例代码：

using System;
using System.Collections.Generic;class Program
{static void Main(){// 使用 List<T>List<int> list = new List<int> { 1, 2, 3, 4 };list.Add(2); // 可以添加重复元素Console.WriteLine(string.Join(", ", list)); // 输出: 1, 2, 3, 4, 2// 使用 HashSet<T>HashSet<int> set = new HashSet<int> { 1, 2, 3, 4 };set.Add(2); // 不会添加重复元素Console.WriteLine(string.Join(", ", set)); // 输出: 1, 2, 3, 4（不保证顺序）}
}

选择List还是HashSet取决于你的具体需求，比如是否需要保持元素的顺序、是否需要快速查找、添加和删除操作、以及是否允许元素重复等。在大多数情况下，如果只需要唯一且不关心顺序的集合，HashSet是更好的选择。如果需要保持顺序或允许重复元素，则应使用List。

扩展一下查找速度方面：
List是基于数组实现的，它支持快速的随机访问（即通过索引访问元素），但它在查找特定元素时效率较低。对于查找操作，List必须遍历整个列表来找到匹配的元素，这意味着查找的时间复杂度是O(n)，其中n是列表中元素的数量。
HashSet是基于哈希表的集合，它提供了快速的查找、添加和删除操作。在HashSet中，每个元素都通过其哈希码（hash code）来存储，这使得查找操作非常快速，平均时间复杂度为O(1)。这是因为哈希表通过计算元素的哈希码直接定位到存储位置，除非存在哈希冲突（即不同的元素有相同的哈希码），此时可能需要通过链表或树来解决冲突，但这通常不会影响整体的查找性能。
性能对比
查找速度：对于大多数查找操作，HashSet通常比List快得多。如果你需要频繁进行查找操作，特别是在大数据集上，HashSet会是更好的选择。
插入和删除：在插入和删除操作方面，HashSet同样表现优异，平均时间复杂度为O(1)。而List在这种情况下可能需要移动元素以保持顺序（比如在列表中间插入或删除元素），这会导致O(n)的时间复杂度。
顺序和唯一性：List保持元素的插入顺序，而HashSet不保证元素的顺序。如果你需要保持元素的顺序或者集合中的元素必须是唯一的（不重复），那么List可能更合适。
具体示例可看博文：https://www.cnblogs.com/shuxiaolong/p/List_HashSet.html

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