C#解惑：HashSet<T>类

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HashSet<T>是一个相对“冷门”的类型，平时在项目中用得不多，但是在特定的业务中可以大用。

先来了解下HashSet<T>类，主要被设计用来存储集合，做高性能集运算，例如两个集合求交集、并集、差集等。从名称可以看出，它是基于Hash的，可以简单理解为没有Value的Dictionary。

HashSet<T>不能用索引访问，不能存储重复数据，元素T必须正确实现了Equals和GetHashCode。

HashSet<T>的一些特性如下:

1. HashSet<T>中的值不能重复且没有顺序。
2. HashSet<T>的容量会按需自动添加。

HashSet<T>的优势和与List<T>的比较

HashSet<T>最大的优势是检索的性能，简单的说它的Contains方法的性能在大数据量时比List<T>好得多。曾经做过一个测试，将800W条int类型放在List<int>集合中，使用Contains判断是否存在，速度巨慢，而放在HashSet<int>性能得到大幅提升。

在内部算法实现上，HashSet<T>的Contains方法复杂度是O(1)，List<T>的Contains方法复杂度是O(n)，后者数据量越大速度越慢，而HashSet<T>不受数据量的影响。

所以在集合的目的是为了检索的情况下，我们应该使用HashSet<T>代替List<T>。比如一个存储关键字的集合，运行的时候通过其Contains方法检查输入字符串是否关键字。

在3.5之前，想用哈希表来提高集合的查询效率，只有Hashtable和Dictionary两种选择，而这两种都是键-值方式的存储。但有些时候，我们只需要其中一个值，例如一个Email集合，如果用泛型哈希表来存储，往往要在Key和Value各保存一次，不可避免的要造成内存浪费。而HashSet只保存一个值，更加适合处理这种情况。

此外，HashSet的Add方法返回bool值，在添加数据时，如果发现集合中已经存在，则忽略这次操作，并返回false值。而Hashtable和Dictionary碰到重复添加的情况会直接抛出错误。

从使用上来看，HashSet和线性集合List更相似一些，但前者的查询效率有着极大的优势。假如，用户注册时输入邮箱要检查唯一性，而当前已注册的邮箱数量达到10万条，如果使用List进行查询，需要遍历一次列表，时间复杂度为O（n），而使用HashSet则不需要遍历，通过哈希算法直接得到列表中是否已存在，时间复杂度为O（1），这是哈希表的查询优势。

和List的区别

HashSet是Set集合，它只实现了ICollection接口，在单独元素访问上，有很大的限制：

跟List相比，不能使用下标来访问元素，如：list[1] 。

跟Dictionary相比，不能通过键值来访问元素，例如：dic[key]，因为HashSet每条数据只保存一项，并不采用Key-Value的方式，换句话说，HashSet中的Key就是Value，假如已经知道了Key，也没必要再查询去获取Value，需要做的只是检查值是否已存在。

所以剩下的仅仅是开头提到的集合操作，这是它的缺点，也是特点。

集合运算

IntersectWith (IEnumerable other) （交集）

1.  
   public void IntersectWithTest()
2.  
   {
3.  
   HashSet<int> set1 = new HashSet<int>() { 1, 2, 3 };
4.  
   HashSet<int> set2 = new HashSet<int>() { 2, 3, 4 };
5.  
    
6.  
   set1.IntersectWith(set2);
7.  
    
8.  
   foreach (var item in set1)
9.  
   {
10.  
    Console.WriteLine(item);
11.  
    }
12.  
     
13.  
    //输出：2,3
14.  
    }

UnionWith (IEnumerable other) （并集）

public void UnionWithTest()
{
HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 };
HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 };

1.  
   set1.UnionWith(set2);
2.  
    
3.  
   foreach (var item in set1)
4.  
   {
5.  
   Console.WriteLine(item);
6.  
   }
7.  
    
8.  
   //输出：1,2,3,4
9.  
   }

ExceptWith (IEnumerable other) （排除）

public void ExceptWithTest()
{
HashSet set1 = new HashSet() { 1, 2, 3 };
HashSet set2 = new HashSet() { 2, 3, 4 };

1.  
   set1.ExceptWith(set2);
2.  
    
3.  
   foreach (var item in set1)
4.  
   {
5.  
   Console.WriteLine(item);
6.  
   }
7.  
    
8.  
   //输出：1
9.  
   }