C#集合类（数据结构）

柔情只为你懂 2022-05-24 01:44 244阅读 0赞

## **一、选择数据结构** ##

**1）线性容器**  
List<T>数组/Stack/Dequeue按需求模型选择即可，LinkedList<T>是双向链表增删修改快.  
需要有序数组SortList<T>线性排序容器都可以；如果既需要查找快又需要频繁修改那么可以用List<T>记录索引，用LinkedList<T>存储。  
**2）二叉树类型容器**  
SortedDictionary<TKey,TValue>可以提供二叉树类型插入删除查找都比较折中的键值对容器。  
SortedSet<T>一个集合值类型的容器，比SortedDictionary<TKey,TValue>需要更少的空间。  
**3）哈希表类型的容器**  
Dictionary<TKey,TValue>类似于C++/java中的HashMap实现，需要一个哈希函数和一个相等判断函数解决冲突，能够有很高的插入和查找效率。  
HashSet<T>适合单个元素的集合操作类型。  
ILookup<TKey,TValue>可以获得一个键对应多个值的存储类型，很有用的方面是从指定集合中筛选某种类型的数据集。  
**4）其它支持容器的接口类，委托，拓展方法和为了观察，封装位操作，封装多线程操作的衍生类型容器**  
其它功能类型的接口及其委托，拓展方法：  
ICollection<T>、IEnumerable<T>、IEquatable<T>、IComparer<T>、IComparable<T>、IEqualityComparer<T>、IFormattable接口  
为了观察，封装位操作，封装多线程操作的衍生类型容器：  
ObservableCollection<T>，BitArray/BitVector32、IProducerConsumerCollection<T>接口  
  
大多数集合类都在System.Collections.Generic命名空间中，非泛型的System.Collections中已经很少用了。  
特定集合类位于System.Collections.Specialized中，线程安全的集合类在System.Collections.Concurrent中。

集合类主要有：

## 二.ICollection<T>、IEnumerable<T>、IEquatable<T>、IComparer<T>、IComparable<T>、IEqualityComparer<T>、IFormattable接口。 ##

## 三.Array、List<T>、队列、栈、SortedList<TKey, TValue>、LinkedList<T>双向链表 ##

### 1.List<T> ###

List<T>在C\#中实现也是数组，动态数组长度不够会加倍。  
不确定的数组需要可变数组用List<T>, 确定长度和数量多用Array， 不推荐用ArrayList因为添加的是object类型要装箱和拆箱性能慢。  
1）初始化：  
初始化时候可以直接赋值，或者指定Count和Capacity来初始化。  
对List<T>填充完数据以后可以用TrimExcess()方法去除不需要的容量，只有空白容量超过10%才会去除成功。  
List<T>可以用AddRange添加多个元素。  
2）访问：  
可以通过索引器访问的集合类有：Array,List<T>,ArrayList, StringCollection, List<T>。  
List<T>实现了IEnumerable<T>接口，所以也可以用foreach来访问。  
  
List<T>提供了ForEach方法，该方法用Action<T>作为参数。  
public void ForEach(Action<T> action);  
// 需要当前类中定义该委托的实例赋值给Action委托对象，也可以用Lambda表达式声明该实例。  
public delegate void Action<T> (T obj);  
  
3）删除  
用RemoveAt效率较快，如果用Remove回先查找值然后删除回查找引用，如果有重写IEquatable<T>或者Object.Equals就会用这些方法判断，否则  
是用默认的引用比较，如果是相同的引用地址那么就可以删除成功。  
删除还可以用RemoveRange(index, count)来进行删除。  
如果要删除指定特性的元素就可以用RemoveAll()方法，指定特性在Predicate<T>参数中指定。  
要直接删除所有的元素用ICollection<T>接口中定义的Clear()方法。  
  
4）搜索  
IndexOf(),LastIndexOf(), FindIndex(), FindLastIndex(), Find(),FindLast().  
判断存在用Exists();  
FindIndex()方法需要一个Predicate类型的参数。  
public int FindIndex(Predicate<T> match);  
需要给委托对象传递一个声明的委托实例，例如：  
public bool FindCountryPredicate(Racer racer)  
\{  
   if( racer == null) return false;  
   return racer.Country  == country;  
\}  
将FindCountryPredicate传入函数参数，即可，RemoveAll()中也需要传递入该委托实例。  
Find(), FindIndex(), FindAll()都需要这样的比较委托实例，委托实例的广泛使用，如果只写一次可以用Lambd表达式来写，多次将其封装为函数。  
  
5)排序  
排序Sort方法也需要传递比较大小的委托实例。  
有大概三种比较大小的委托函数：  
默认的是IComparable<T>一个other参数的比较委托。  
IComparer<T>两个参数的比较委托。  
重载Sort方法，该方法需要一个Comparison<T>的委托实例。Comparison<T>的委托定义是public delegate int Comparison<T>(T x, T y);  
  
可以调用Reverse()方法逆转整个集合的排序。  
  
6)类型转换  
使用List<T>类的ConvertAll<TOutput>()方法，可以把所有的集合类型转换为另一种类型。  
该TOutput委托的定义如下：  
public sealed delegate TOutput Convert<TInput, TOutput>(TInput from);  
需要定义一个委托实例，传入该函数参数即可。  
  
7）只读集合  
一般集合都是要支持读写的，但是有些比较特殊的应用需要给客户提供一个只读集合，那么可以使用List<T>集合的AsReadOnly()方法就可以返回

一个ReadOnlyCollection<T>类型的对象。ReadOnlyCollection<T>和List<T>的差别只是不能写排序删除等，其它实现都一样。

List简单例子：

static void Main()
            {
                var graham = new Racer(7, "Graham", "Hill", "UK", 14);
                var emerson = new Racer(13, "Emerson", "Fittipaldi", "Brazil", 14);
                var mario = new Racer(16, "Mario", "Andretti", "USA", 12);
    
                var racers = new List<Racer>(20) { graham, emerson, mario };
    
                racers.Add(new Racer(24, "Michael", "Schumacher", "Germany", 91));
                racers.Add(new Racer(27, "Mika", "Hakkinen", "Finland", 20));
    
                racers.AddRange(new Racer[] {
                   new Racer(14, "Niki", "Lauda", "Austria", 25),
                   new Racer(21, "Alain", "Prost", "France", 51)});
    
                var racers2 = new List<Racer>(new Racer[] {
                   new Racer(12, "Jochen", "Rindt", "Austria", 6),
                   new Racer(22, "Ayrton", "Senna", "Brazil", 41) });
    
                Console.WriteLine("-------racers------------");
                for( int i = 0; i < racers.Count; i++ )
                {
                    Console.WriteLine(racers[i].ToString());
                }
                Console.WriteLine("-------racers2------------");
                for (int i = 0; i < racers2.Count; i++)
                {
                    Console.WriteLine(racers2[i].ToString());
                }
            }

### 2.Queue<T> ###

先进先出，实现了ICollection和IEnumerable<T>接口，但没有实现ICollection<T>接口，因此这个接口定义的Add()和Remove()方法不能用于队列。  
没有实现List<T>接口，所以也不支持索引器访问。  
  
队列中的常用方法，Count返回个数，Dequeue()进队列，Enqueue出队列并删除队列头元素，Peek从队列头部读取队列但不删除元素。  
TrimExcess()可以清除Capacity中的大于10%时候的元素。  
  
队列Queue<T>的构造默认会4,8,16,32递增的增加容量，.net 1.0版本的Queue却是一开始就给了个32项的空数组。  
队列例子：

public class DocumentManager
        {
            // readonly只是说这个队列对象不写（比如另一个对象拷贝给它），但是内部的元素是可以写的
            private readonly Queue<Document> documentQueue = new Queue<Document>();
    
            public void AddDocument(Document doc)
            {
                lock (this)
                {
                    documentQueue.Enqueue(doc);
                }
            }
    
            public Document GetDocument()
            {
                Document doc = null;
                lock (this)
                {
                    doc = documentQueue.Dequeue();
                }
                return doc;
            }
    
            public bool IsDocumentAvailable
            {
                get
                {
                    return documentQueue.Count > 0;
                }
            }
        }
    
    
    using System;
    using System.Threading;
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        public class ProcessDocuments
        {
            private DocumentManager documentManager;
            protected ProcessDocuments(DocumentManager dm)
            {
                documentManager = dm;
            }
    
            public static void Start(DocumentManager dm)
            {
                // ParameterizedThreadStart;
                // public delegate void ParameterizedThreadStart(object obj);
                // 直接这样启动一个线程了。
                new Thread( new ProcessDocuments(dm).Run ).Start();
            }
    
            protected void Run(object obj) // 这里用不用object obj参数都可以,IL会做转换为友object的。
            {
                while (true)
                {
                    if (documentManager.IsDocumentAvailable)
                    {
                        Document doc = documentManager.GetDocument();
                        Console.WriteLine("Processing document {0}", doc.Title);
                    }
                    Thread.Sleep(new Random().Next(20));
                }
            }
        }
    }
    
    using System;
    using System.Threading;
    
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        class Program
        {
            static void Main()
            {
                var dm = new DocumentManager();
                ProcessDocuments.Start(dm);
                // Create documents and add them to the DocumentManager
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                {
                    Document doc = new Document("Doc " + i.ToString(), "content");
                    dm.AddDocument(doc);
                    Console.WriteLine("Added document {0}", doc.Title);
                    Thread.Sleep(new Random().Next(20));
                }
            }
        }
    }

### 3.Stack<T> ###

后进先出，Count属性，Push(),Pop()方法会删除最顶元素，Peek()不会删除，Contains()确定某个元素是否在栈中是则返回true.

using System;
    using System.Collections.Generic;
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        class Program
        {
            static void Main()
            {
                var alphabet = new Stack<char>();
                alphabet.Push('A');
                alphabet.Push('B');
                alphabet.Push('C');
    
                Console.Write("First iteration: ");
                // 迭代遍历用了迭代模式，不会删除
                foreach (char item in alphabet)
                {
                    Console.Write(item);
                }
    
                Console.Write("Second iteration: ");
                while (alphabet.Count > 0)
                {
                    // Pop会删除
                    Console.Write(alphabet.Pop());
                }
                Console.WriteLine();
            }
        }
    }

### 4.SortedList<TKey, TValue> ###

实现是基于数组的列表，定义了单一任意类型的键和单一任意类型的值的数据结构，可以直接创建一个空的排序列表；或者重载构造函数可以定义列表容量和传递一个IComparer<TKey>接口的对象，该接口用于给列表中的元素排序。

为容器添加元素可以用Add()方法，也可以用索引下标赋值，相同键添加时候Add方法会抛出异常不能覆盖旧键，索引下标相同键时候会覆盖旧键不抛异常。

访问时候可以用集合迭代器元素的Key,Value属性访问键和值；也可以用集合的Values和Keys属性来返回所有的键值属性，类似C++中的STL map一样。  
通过索引器键值访问元素时候，如果键不存在，那么会抛出异常，为了避免异常发生，可以用ContiansKey方法来判断是否存在集合中，再用索引器访问。  
还可以直接用TryGetValue方法，尝试获得该键的值，如果不存在也不会抛出异常。

实例：

using System;
    using System.Collections.Generic;
    using System.Linq;
    using System.Text;
    
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        class Program
        {
            static void Main(string[] args)
            {
                var books = new SortedList<string, string>();
                books.Add("C# 2008 Wrox Box", "978–0–470–047205–7");
                books.Add("Professional ASP.NET MVC 1.0", "978–0–470–38461–9");
    
                books["Beginning Visual C# 2008"] = "978–0–470-19135-4";
                books["Professional C# 2008"] = "978–0–470–19137–6";
    
                foreach (KeyValuePair<string, string> book in books)
                {
                    Console.WriteLine("{0}, {1}", book.Key, book.Value);
                }
    
                foreach (string isbn in books.Values)
                {
                    Console.WriteLine(isbn);
                }
    
                foreach (string title in books.Keys)
                {
                    Console.WriteLine(title);
                }
    
                {
                    string isbn;
                    string title = "Professional C# 7.0";
                    // 出现异常
                    try
                    {
                        isbn = books[title];
                    }
                   catch ( KeyNotFoundException err)
                    {
                        Console.WriteLine("Exception " + err.ToString());
                    }
                  
                    if (!books.TryGetValue(title, out isbn))
                    {
                        Console.WriteLine("{0} not found", title);
                    }
                }
            }
        }
    }

### 5.LinkList<T> ###

LinkList<T>才是链表而且是双向链表，前面的都是基于数组的。链表典型的特征就是插入删除非常方便，但是查找比较慢需要O(n)的查找效率。  
LinkedList<T>包含LinkedListNode<T>类型的元素，该节点定义了List、Next、Previous、Value，List属性返回和节点相关的LinkedList<T>对象。LinkedList<T>可以访问成员的第一个和最后一个元素（First和Last)；可以在指定位置AddAfter()/AddBefore()/AddFirst()/AddLast()方法；删除指定位置的元素Remove()/RemoveFirst()/RemoveLast()方法；查找Find()和FindLast()。  
LinkList<T>实例：  
Document.cs：

namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        public class Document
        {
            public string Title { get; private set; }
            public string Content { get; private set; }
            public byte Priority { get; private set; }
    
            public Document(string title, string content, byte priority = 0)
            {
                this.Title = title;
                this.Content = content;
                this.Priority = priority;
            }
        }
    
    }

PriorityDocumentManager.cs：

using System;
    using System.Collections.Generic;
    
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        public class PriorityDocumentManager
        {
            // 真正存放排序好的document的结构体
            private readonly LinkedList<Document> documentList;
    
            // priorities 0.9, 方便索引documentList本优先级的最后一个元素；
            // 用一个List<T>数组索引器，提高效率,找到数组和链表之间平衡点的提高性能的好方法。
            private readonly List<LinkedListNode<Document>> priorityNodes;
    
            public PriorityDocumentManager()
            {
                documentList = new LinkedList<Document>();
    
                priorityNodes = new List<LinkedListNode<Document>>(10);
                for (int i = 0; i < 10; i++)
                {
                    priorityNodes.Add(new LinkedListNode<Document>(null));
                }
            }
    
            // 对外接口
            public void AddDocument(Document d)
            {
                if (d == null) throw new ArgumentNullException("d");
    
                AddDocumentToPriorityNode(d, d.Priority);
            }
    
            private void AddDocumentToPriorityNode(Document doc, int priority)
            {
                // 外部调用要保证priority就是doc.priority, 否则后面会导致问题
                if (priority > 9 || priority < 0)
                    throw new ArgumentException("Priority must be between 0 and 9");
    
                // 1.开始空或者中间空，递归会导致这里不进来!=null（因为小优先级的有元素时候）
                if (priorityNodes[priority].Value == null)
                {
                    --priority;
                    if (priority >= 0)
                    {
                        // check for the next lower priority
                        // 2）递归是为了检测小于优先级的有没有存在元素的，这时priority会小于doc.priority
                        AddDocumentToPriorityNode(doc, priority);
                    }
                    else // now no priority node exists with the same priority or lower
                    // add the new document to the end
                    {
                        // 1）第一次会进来或者当前priority以下的优先级都没有的情况也会进来
                        // 更小优先级的都没有，那么它就是最小优先级的
                        documentList.AddLast(doc);
                        // priorityNodes存放的时链表最后的那个元素,doc.Priority和documentList.Last上的优先级一样的
                        priorityNodes[doc.Priority] = documentList.Last;
                    }
                    return;
                }
                // 直接进来，或者递归进来，说明当前优先级或者递归减到的优先级有元素。
                else // a priority node exists
                {
                    // 从priorityNodes获取的是当前优先级，最后一个节点的元素
                    LinkedListNode<Document> prioNode = priorityNodes[priority];
                    // 1）直接进来时候，如果优先级相等，如果是递归进来的不会到这里因为priority变小了
                    if (priority == doc.Priority)
                    // priority node with the same priority exists
                    {
                        // 是当前优先级直接添加到末尾
                        documentList.AddAfter(prioNode, doc);
                        // set the priority node to the last document with the same priority
                        // 当前优先级存的是优先级最后的节点，doc.Priority和prioNode.Next;上的优先级一样的
                        priorityNodes[doc.Priority] = prioNode.Next;
                    }
                    // 2）递归时候进来的，因为priority 小于了doc.Priority，且priority有值，所以要放到priority前面
                    else // only priority node with a lower priority exists
                    {
                        // get the first node of the lower priority
                        LinkedListNode<Document> firstPrioNode = prioNode;
    
                        while (firstPrioNode.Previous != null &&
                           firstPrioNode.Previous.Value.Priority == prioNode.Value.Priority)
                        {
                            firstPrioNode = prioNode.Previous;
                            prioNode = firstPrioNode;
                        }
    
                        //没有放到前面，为了链表按照优先级大在前面
                        documentList.AddBefore(firstPrioNode, doc);
                        // set the priority node to the new value
                        // 当前优先级存的是优先级最后的节点，doc.Priority和prioNode.Next;上的优先级一样的
                        priorityNodes[doc.Priority] = firstPrioNode.Previous;
                    }
                }
            }
    
            // 按照从大优先级，相同优先级先来优先级高的顺序排序
            public void DisplayAllNodes()
            {
                foreach (Document doc in documentList)
                {
                    Console.WriteLine("priority: {0}, title {1}", doc.Priority, doc.Title);
                }
            }
    
            // returns the document with the highest priority
            // (that's first in the linked list)
            // 优先级高的出链表，并且删除该document
            public Document GetDocument()
            {
                Document doc = documentList.First.Value;
                documentList.RemoveFirst();
                return doc;
            }
    
        }
    
    }

Program.cs：

namespace Wrox.ProCSharp.Collections  
    2.{  
    3.    class Program  
    4.    {  
    5.        static void Main()  
    6.        {  
    7.            PriorityDocumentManager pdm = new PriorityDocumentManager();  
    8.            // 传入时候就排序好了，LinkList<T>结构方便优先级类型的插入操作（利于插入和删除）  
    9.            pdm.AddDocument(new Document("one", "Sample", 8));  
    10.            pdm.AddDocument(new Document("two", "Sample", 3));  
    11.            pdm.AddDocument(new Document("three", "Sample", 4));  
    12.            pdm.AddDocument(new Document("four", "Sample", 8));  
    13.            pdm.AddDocument(new Document("five", "Sample", 1));  
    14.            pdm.AddDocument(new Document("six", "Sample", 9));  
    15.            pdm.AddDocument(new Document("seven", "Sample", 1));  
    16.            pdm.AddDocument(new Document("eight", "Sample", 1));  
    17.  
    18.            // 展示排序好的  
    19.            pdm.DisplayAllNodes();  
    20.  
    21.        }  
    22.    }  
    23.}

namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        class Program
        {
            static void Main()
            {
                PriorityDocumentManager pdm = new PriorityDocumentManager();
                // 传入时候就排序好了，LinkList<T>结构方便优先级类型的插入操作（利于插入和删除）
                pdm.AddDocument(new Document("one", "Sample", 8));
                pdm.AddDocument(new Document("two", "Sample", 3));
                pdm.AddDocument(new Document("three", "Sample", 4));
                pdm.AddDocument(new Document("four", "Sample", 8));
                pdm.AddDocument(new Document("five", "Sample", 1));
                pdm.AddDocument(new Document("six", "Sample", 9));
                pdm.AddDocument(new Document("seven", "Sample", 1));
                pdm.AddDocument(new Document("eight", "Sample", 1));
    
                // 展示排序好的
                pdm.DisplayAllNodes();
    
            }
        }
    }

## 四.Dictionary<TKey,TValue>、多键值ILookup<TKey,TValue>、SortedDictionary<TKey,TValue>、HashSet<T>和SortedSet<T>    ##

### 1.Dictionary<TKey,TValue> ###

.net提供了几个字典类，其中最主要的类是Dictionary<TKey,TValue>。  
字典基于hash\_map存储结构，提供了快速的查找方法，查找效率是O(1)，但是也不是绝对的因为要解决hash映射函数计算和解决冲突。  
也可以自由的添加和删除元素，有点像List<T>但是没有内存元素挪动性能开销。  
Dictionary数据结构很类似C++中的hash\_map/unordered\_map工作方式，或者就是这样的实现：  
hash\_map其插入过程是：  
    得到key  
    通过hash函数得到hash值  
    得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)  
    存放key和value在桶内。  
  
其取值过程是:  
    得到key  
    通过hash函数得到hash值  
    得到桶号(一般都为hash值对桶数求模)  
    比较桶的内部元素是否与key相等，若都不相等，则没有找到。  
    取出相等的记录的value。  
因此C\#中要用Dictionary类，键类型需要重写：  
1）哈希函数：Object类的GetHashCode()方法，GetHashCode()返回int值用于计算键对应位置放置的hashCode用作元素索引。  
GetHashCode()实现要求:  
相同的键总是返回相同的int值，不同的键可以返回相同的int值。  
它应该执行得比较快，计算开销不大，hashCode应该尽量平均分布在int可以存储的整个数字范围上。  
不能抛出异常。  
至少使用一个键对象的字段，hashCode最好在键对象的生存期中不发生变化。  
  
2）解决冲突：键类型必须实现IEquatable<T>.Equals()方法，或者重写Object类的Equals()方法，因为不同的键值需要返回不同的hashCode,相同的键返回相同hashCode。  
默认没有重写，那么Equals方法比较的是引用无论是值类型还是引用类型，GetHashCode()是根据对象的地址计算hashCode，所以默认是基于引用的比较。  
相同的int类型传入，只要不是相同的int引用，就会导致无法返回结果。  
所以基础类型都重写了上述两个方法，基础类型中string比较通过字符串值有较好的散列平均分布，int也是通过值比较但是很难平均分布。  
  
如果重写了一个Equals方法(一般是值比较），但是没有重写GetHashCode()方法（一般也是基于值的获取hashCode)那么获取hashCode的方法将是获取引用，使用字典类就会导致诡异的行为，将对象放入了字典中，但是取不出来了(因为键引用不同），或者取出来的是一个错误的结果，所以编译器会给一个编译警告！  
如果键类型没有重写GetHashCode()和Equals()方法；也可以实现IEqualityComparer<T>接口的比较器它定义了GetHashCode()和Equals()方法，并将传递的对象作为参数，将比较器传入Dictionary<TKey,TValue>一个重载版本的构造函数即可。  
Employee.cs：

using System;  
    2.namespace Wrox.ProCSharp.Collections  
    3.{  
    4.    // 将类的一个实例序列化为一个文件  
    5.    [Serializable]  
    6.    public class Employee  
    7.    {  
    8.        private string name;  
    9.        private decimal salary;  
    10.        private readonly EmployeeId id;  
    11.  
    12.        public Employee(EmployeeId id, string name, decimal salary)  
    13.        {  
    14.            this.id = id;  
    15.            this.name = name;  
    16.            this.salary = salary;  
    17.        }  
    18.  
    19.        public override string ToString()  
    20.        {  
    21.            return String.Format("{0}: {1, -20} {2:C}",  
    22.                  id.ToString(), name, salary);  
    23.        }  
    24.    }  
    25.}

EmployeeId.cs:

using System;  
    2.  
    3.namespace Wrox.ProCSharp.Collections  
    4.{  
    5.    [Serializable]  
    6.    public class EmployeeIdException : Exception  
    7.    {  
    8.        public EmployeeIdException(string message) : base(message)  { }  
    9.    }  
    10.  
    11.    [Serializable]  
    12.    public struct EmployeeId : IEquatable<EmployeeId>  
    13.    {  
    14.        private readonly char prefix;  
    15.        private readonly int number;  
    16.  
    17.        public EmployeeId(string id)  
    18.        {  
    19.            if (id == null) throw new ArgumentNullException("id");  
    20.  
    21.            prefix = (id.ToUpper())[0];  
    22.            int numLength = id.Length - 1;  
    23.            try  
    24.            {  
    25.                // 截取前面6位，有可能提供的number一样，这样多个键会产生一个相同的GetHashCode()。  
    26.                // 但是后面会通过Equals方法进行解决冲突。  
    27.                number = int.Parse(id.Substring(1, numLength > 6 ? 6 : numLength));  
    28.            }  
    29.            catch (FormatException)  
    30.            {  
    31.                throw new EmployeeIdException("Invalid EmployeeId format");  
    32.            }  
    33.        }  
    34.  
    35.        public override string ToString()  
    36.        {  
    37.            return prefix.ToString() + string.Format("{0,6:000000}", number);  
    38.        }  
    39.        // 获取确定的，int类型上均匀分配的，高性能的产生hashCode方法  
    40.        public override int GetHashCode()  
    41.        {  
    42.            return (number ^ number << 16) * 0x15051505;  
    43.        }  
    44.  
    45.        public bool Equals(EmployeeId other)  
    46.        {  
    47.            if (other == null) return false;  
    48.            // number相同情况下，如果prefix也相同，那么就会导致完全相同了  
    49.            return (prefix == other.prefix && number == other.number);  
    50.        }  
    51.  
    52.        public override bool Equals(object obj)  
    53.        {  
    54.            return Equals((EmployeeId)obj);  
    55.        }  
    56.  
    57.        public static bool operator ==(EmployeeId left, EmployeeId right)  
    58.        {  
    59.            return left.Equals(right);  
    60.        }  
    61.  
    62.        public static bool operator !=(EmployeeId left, EmployeeId right)  
    63.        {  
    64.            return !(left == right);  
    65.        }  
    66.    }  
    67.}

Program.cs:

using System;  
    2.using System.Collections.Generic;  
    3.  
    4.namespace Wrox.ProCSharp.Collections  
    5.{  
    6.    class Program  
    7.    {  
    8.        static void Main()  
    9.        {  
    10.            // capacity是素数  
    11.            var employees = new Dictionary<EmployeeId, Employee>(31);  
    12.  
    13.            var idKyle = new EmployeeId("T3755");  
    14.            var kyle = new Employee(idKyle, "Kyle Bush", 5443890.00m);  
    15.            employees.Add(idKyle, kyle);  
    16.            Console.WriteLine(kyle);  
    17.  
    18.            var idCarl = new EmployeeId("F3547");  
    19.            var carl = new Employee(idCarl, "Carl Edwards", 5597120.00m);  
    20.            employees.Add(idCarl, carl);  
    21.            Console.WriteLine(carl);  
    22.  
    23.            var idJimmie = new EmployeeId("C3386");  
    24.            var jimmie = new Employee(idJimmie, "Jimmie Johnson", 5024710.00m);  
    25.            var jimmie2 = new Employee(idJimmie, "Jimmie Cen", 5024710.00m);  
    26.            employees.Add(idJimmie, jimmie);  
    27.            //employees.Add(idJimmie, jimmie2); // 相同key,用Add不会覆盖，但是会抛出异常  
    28.            Console.WriteLine(jimmie);  
    29.  
    30.            var idDale = new EmployeeId("C3323");  
    31.            var dale = new Employee(idDale, "Dale Earnhardt Jr.", 3522740.00m);  
    32.            employees[idDale] = dale;  
    33.            Console.WriteLine(dale);  
    34.  
    35.            var idJeff = new EmployeeId("C3234");  
    36.            var jeff = new Employee(idJeff, "Jeff Burton", 3879540.00m);  
    37.            var jeff2 = new Employee(idJeff, "Jeff Cen", 3879540.00m);  
    38.            // 下标索引方式添加元素  
    39.            employees[idJeff] = jeff;  
    40.            employees[idJeff] = jeff2; // 相同key,用下标索引会覆盖  
    41.            Console.WriteLine(jeff);  
    42.  
    43.            while (true)  
    44.            {  
    45.                Console.Write("Enter employee id (X to exit)> ");  
    46.                var userInput = Console.ReadLine();  
    47.                userInput = userInput.ToUpper();  
    48.                if (userInput == "X") break;  
    49.  
    50.                EmployeeId id;  
    51.                try  
    52.                {  
    53.                    // 第一位字符会去掉，用后面的数字作为真正的key  
    54.                    id = new EmployeeId(userInput);  
    55.  
    56.                    Employee employee;  
    57.                    // 如果用下标访问的话，不存在会抛出异常NotFoundException  
    58.                    if (!employees.TryGetValue(id, out employee))  
    59.                    {  
    60.                        Console.WriteLine("Employee with id {0} does not exist", id);  
    61.                    }  
    62.                    else  
    63.                    {  
    64.                        Console.WriteLine(employee);  
    65.                    }  
    66.                }  
    67.                catch (EmployeeIdException ex)  
    68.                {  
    69.                    Console.WriteLine(ex.Message);  
    70.                }  
    71.            }  
    72.        }  
    73.    }  
    74.}

using System;
    using System.Collections.Generic;
    
    namespace Wrox.ProCSharp.Collections
    {
        class Program
        {
            static void Main()
            {
                // capacity是素数
                var employees = new Dictionary<EmployeeId, Employee>(31);
    
                var idKyle = new EmployeeId("T3755");
                var kyle = new Employee(idKyle, "Kyle Bush", 5443890.00m);
                employees.Add(idKyle, kyle);
                Console.WriteLine(kyle);
    
                var idCarl = new EmployeeId("F3547");
                var carl = new Employee(idCarl, "Carl Edwards", 5597120.00m);
                employees.Add(idCarl, carl);
                Console.WriteLine(carl);
    
                var idJimmie = new EmployeeId("C3386");
                var jimmie = new Employee(idJimmie, "Jimmie Johnson", 5024710.00m);
                var jimmie2 = new Employee(idJimmie, "Jimmie Cen", 5024710.00m);
                employees.Add(idJimmie, jimmie);
                //employees.Add(idJimmie, jimmie2); // 相同key,用Add不会覆盖，但是会抛出异常
                Console.WriteLine(jimmie);
    
                var idDale = new EmployeeId("C3323");
                var dale = new Employee(idDale, "Dale Earnhardt Jr.", 3522740.00m);
                employees[idDale] = dale;
                Console.WriteLine(dale);
    
                var idJeff = new EmployeeId("C3234");
                var jeff = new Employee(idJeff, "Jeff Burton", 3879540.00m);
                var jeff2 = new Employee(idJeff, "Jeff Cen", 3879540.00m);
                // 下标索引方式添加元素
                employees[idJeff] = jeff;
                employees[idJeff] = jeff2; // 相同key,用下标索引会覆盖
                Console.WriteLine(jeff);
    
                while (true)
                {
                    Console.Write("Enter employee id (X to exit)> ");
                    var userInput = Console.ReadLine();
                    userInput = userInput.ToUpper();
                    if (userInput == "X") break;
    
                    EmployeeId id;
                    try
                    {
                        // 第一位字符会去掉，用后面的数字作为真正的key
                        id = new EmployeeId(userInput);
    
                        Employee employee;
                        // 如果用下标访问的话，不存在会抛出异常NotFoundException
                        if (!employees.TryGetValue(id, out employee))
                        {
                            Console.WriteLine("Employee with id {0} does not exist", id);
                        }
                        else
                        {
                            Console.WriteLine(employee);
                        }
                    }
                    catch (EmployeeIdException ex)
                    {
                        Console.WriteLine(ex.Message);
                    }
                }
            }
        }
    }

### 2.ILookup<TKey,TValue> ###

非常类似于Dictionary<TKey,TValue>，会把键映射到一个值集上，但是ILookup<TKey,TValue>是在System.Core命名空间中，用System.Linq命名空间定义。  
ILookup<TKey,TValue>是一个拓展结构，不能像其它容器那样直接创建，需要从实现了IEnumerable<T>接口的容器中用ToLookup函数获取。  
ToLookup函数需要传递一个Func<TSource, TKey>类型的键委托，可以用Lambda表达式来实现，例如：

static void Main()  
    2.        {  
    3.            var racers = new List<Racer>();  
    4.            racers.Add(new Racer(26, "Jacques", "Villeneuve", "Canada", 11));  
    5.            racers.Add(new Racer(18, "Alan", "Jones", "Australia", 12));  
    6.            racers.Add(new Racer(11, "Jackie", "Stewart", "United Kingdom", 27));  
    7.            racers.Add(new Racer(15, "James", "Hunt", "United Kingdom", 10));  
    8.            racers.Add(new Racer(5, "Jack", "Brabham", "Australia", 14));  
    9.           //public static ILookup<TKey, TSource> ToLookup<TSource, TKey>  
    10.           //(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector);  
    11.           //创建一个1：n 的映射。 它可以方便的将数据分类成组，并生成一个字典供查询使用。  
    12.            //System.Linq.Enumerable::ToLookup  
    13.            //public static ILookup<TKey, TSource> ToLookup<TSource, TKey>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TKey> keySelector);  
    14.            // this IEnumerable<TSource> source？，是.net的拓展方法机制，用实例调用静态方法，但是编译器是将实例作为静态方法的第一个参数来调用静态方法的。  
    15.            var lookupRacers = racers.ToLookup(x => x.Country);  
    16.            foreach (Racer r in lookupRacers["Australia"])  
    17.            {  
    18.                Console.WriteLine(r);  
    19.            }  
    20.        }

### 3.SortedDictionary<TKey,TValue> ###

是一个二叉树，其中元素根据键来排序，该键类型必须实现IComparable<TKey>接口，或者需要传递一个IComparer<TKey>接口的比较器用作有序字典的构造函数的一个参数。其实类似于C++中  
  
的map类型了，类似java中的TreeMap类型。  
SortedDictionary<TKey,TValue>和SortedList<TKey,TValue>，但SortedDictionary<TKey,TValue>类插入和删除元素比较快，查找速度比较慢，内存开销比SortedList<TKey,TValue>大。  
  
SortedList<TKey,TValue>适用很少修改的情形，因为有更快的查找速度，用更小的内存。

### 4.HashSet<T>和SortedSet<T> ###

HashSet<T>是无序的和SortedSet<T>是有序的都实现了接口ISet<T>，ISet<T>提供了集合的交集，并集，判断集合关系等操作。  
直接创建集合对象就可以了，为集合添加元素可以用Add()方法如果重复那么会返回false不会抛出异常。  
IsSubsetOf和IsSupersetOf方法比较集合实现了IEnumerable<T>接口的集合，并返回一个布尔结果，Overlaps()是判断有交集。  
UnionWith()方法将多个集合求并，ExceptWith()求差集。  
SortedSet<T>如果是自定义类型，那么需要提供排序的委托实例。  
  
ObservableCollection<T>类，是为WPF定义的，这样UI可以得到集合的变化，在命名空间：System.Collections.ObjectModel中定义。  
ObservableCollection<T>派生自Collection<T>基类，所以集合类的很多操作该容器都满足，并在内部使用了List<T>类。  
ObservableCollection<T>对象的CollectionChanged事件可以添加消息处理函数也就是委托实例，当集合发生变化时候可以回调到处理函数中。

## 五.BitArray/BitVector32、IProducerConsumerCollection<T>接口    ##

### 1.BitArray/BitVector32用集合进行位操作 ###

1).BitArray位于System.Collections命名空间中，用于不确定位大小的操作，可以包含非常多的位，应该是存储在堆中。  
BitArray是一个引用类型，包含一个int数组，其中每32位使用一个新整数。  
BitArray可以用索引器对数组中的位进行操作，索引器是bool类型，还可以用Get(),Set方法访问数组中的位。  
BitArray的位操作，Not非，And()与，Or()或，Xor()异或操作。  
  
2).BitVector32是值类型  
BitVector32位于System.Collections.Specialized中，32位的操纵，存储在栈中，速度很快。  
BitVector32属性方法，Data返回二进制数据的整型大小.  
BitVector32的访问可以使用索引器，索引器是重载的，可以使用掩码或BitVector32.Section类型的片段来获取和设置值。  
CreateMask()为结构中的特定位创建掩码。  
CreateSection()用于创建32位中的几个片段。  
位操作例子：

using System;  
    2.using System.Collections;  
    3.using System.Collections.Specialized;  
    4.using System.Text;  
    5.namespace BitArraySample  
    6.{  
    7.    class Program  
    8.    {  
    9.        static void Main()  
    10.        {  
    11.            BitArrayDemo();  
    12.            BitVectorDemo();  
    13.        }  
    14.  
    15.        static void BitArrayDemo()  
    16.        {  
    17.            var bits1 = new BitArray(8);  
    18.            // 全部设置为1  
    19.            bits1.SetAll(true);  
    20.            // 索引1设置为false  
    21.            bits1.Set(1, false);  
    22.            // 设置用下标索引器设置值  
    23.            bits1[5] = false;  
    24.            bits1[7] = false;  
    25.            Console.Write("initialized: ");  
    26.            DisplayBits(bits1);  
    27.            Console.WriteLine();  
    28.  
    29.            // 位的一些运算  
    30.            DisplayBits(bits1);  
    31.            bits1.Not();  
    32.            Console.Write(" not ");  
    33.            DisplayBits(bits1);  
    34.            Console.WriteLine();  
    35.  
    36.            var bits2 = new BitArray(bits1);  
    37.            bits2[0] = true;  
    38.            bits2[1] = false;  
    39.            bits2[4] = true;  
    40.            DisplayBits(bits1);  
    41.  
    42.            Console.Write(" or ");  
    43.            DisplayBits(bits2);  
    44.            Console.Write(" : ");  
    45.            bits1.Or(bits2);  
    46.            DisplayBits(bits1);  
    47.            Console.WriteLine();  
    48.  
    49.            DisplayBits(bits2);  
    50.            Console.Write(" and ");  
    51.            DisplayBits(bits1);  
    52.            Console.Write(" : ");  
    53.            bits2.And(bits1);  
    54.            DisplayBits(bits2);  
    55.            Console.WriteLine();  
    56.  
    57.            DisplayBits(bits1);  
    58.            Console.Write(" xor ");  
    59.            DisplayBits(bits2);  
    60.            bits1.Xor(bits2);  
    61.            Console.Write(" : ");  
    62.            DisplayBits(bits1);  
    63.            Console.WriteLine();  
    64.        }  
    65.  
    66.        static void BitVectorDemo()  
    67.        {  
    68.  
    69.            var bits1 = new BitVector32();  
    70.            // 书面写法，不考虑大小端，最后一个位的掩码（考虑是小端也就是地址读到的第一个）  
    71.            int bit1 = BitVector32.CreateMask();  
    72.            // 基于bit1位的上一个位的掩码，其实bit1是1  
    73.            int bit2 = BitVector32.CreateMask(bit1);  
    74.            // 基于bit2位的上一个位的掩码，其实bit2是2  
    75.            int bit3 = BitVector32.CreateMask(bit2);  
    76.            int bit4 = BitVector32.CreateMask(bit3);  
    77.            int bit5 = BitVector32.CreateMask(bit4);  
    78.  
    79.            // 用索引器将末尾取值为1，其实bit1是1  
    80.            bits1[bit1] = true;  
    81.            // 用索引器将倒数第二位取值为0，其实bit2是2  
    82.            bits1[bit2] = false;  
    83.            bits1[bit3] = true;  
    84.            bits1[bit4] = true;  
    85.            Console.WriteLine(bits1);  
    86.            // 可以一次性的把有1下标的赋值为true  
    87.            bits1[0xabcdef] = true;  
    88.            Console.WriteLine(bits1);  
    89.  
    90.            int received = 0x79abcdef;  
    91.            // 一次性的把有1下标的赋值为true，为0的赋值位0  
    92.            var bits2 = new BitVector32(received);  
    93.            Console.WriteLine(bits2);  
    94.            // sections: FF EEE DDD CCCC BBBBBBBB AAAAAAAAAAAA  
    95.            // 从底地址开始截取0xfff片段的索引值  
    96.            BitVector32.Section sectionA = BitVector32.CreateSection(0xfff);  
    97.            // 基于sectionA偏移，取0xff位数上的索引值  
    98.            BitVector32.Section sectionB = BitVector32.CreateSection(0xff, sectionA);  
    99.            BitVector32.Section sectionC = BitVector32.CreateSection(0xf, sectionB);  
    100.            BitVector32.Section sectionD = BitVector32.CreateSection(0x7, sectionC);  
    101.            BitVector32.Section sectionE = BitVector32.CreateSection(0x7, sectionD);  
    102.            BitVector32.Section sectionF = BitVector32.CreateSection(0x3, sectionE);  
    103.  
    104.            // 用索引片段，访问bits2在该片段上的元素  
    105.            Console.WriteLine("Section A: " + IntToBinaryString(bits2[sectionA], true));  
    106.            Console.WriteLine("Section B: " + IntToBinaryString(bits2[sectionB], true));  
    107.            Console.WriteLine("Section C: " + IntToBinaryString(bits2[sectionC], true));  
    108.            Console.WriteLine("Section D: " + IntToBinaryString(bits2[sectionD], true));  
    109.            Console.WriteLine("Section E: " + IntToBinaryString(bits2[sectionE], true));  
    110.            Console.WriteLine("Section F: " + IntToBinaryString(bits2[sectionF], true));  
    111.        }  
    112.  
    113.        static string IntToBinaryString(int bits, bool removeTrailingZero)  
    114.        {  
    115.            var sb = new StringBuilder(32);  
    116.            for (int i = 0; i < 32; i++)  
    117.            {  
    118.                // 从左边读起，读完后丢弃左边位数，所以与上0x80000000  
    119.                if ((bits & 0x80000000) != 0)  
    120.                {  
    121.                    sb.Append("1");  
    122.                }  
    123.                else  
    124.                {  
    125.                    sb.Append("0");  
    126.                }  
    127.                bits = bits << 1;  
    128.            }  
    129.            string s = sb.ToString();  
    130.            if (removeTrailingZero)  
    131.                return s.TrimStart('0');  
    132.            else  
    133.                return s;  
    134.        }  
    135.  
    136.        static void DisplayBits(BitArray bits)  
    137.        {  
    138.            // 可以直接迭代输出  
    139.            foreach (bool bit in bits)  
    140.            {  
    141.                Console.Write(bit ? 1 : 0);  
    142.            }  
    143.        }  
    144.    }  
    145.}

using System;
    using System.Collections;
    using System.Collections.Specialized;
    using System.Text;
    namespace BitArraySample
    {
        class Program
        {
            static void Main()
            {
                BitArrayDemo();
                BitVectorDemo();
            }
    
            static void BitArrayDemo()
            {
                var bits1 = new BitArray(8);
                // 全部设置为1
                bits1.SetAll(true);
                // 索引1设置为false
                bits1.Set(1, false);
                // 设置用下标索引器设置值
                bits1[5] = false;
                bits1[7] = false;
                Console.Write("initialized: ");
                DisplayBits(bits1);
                Console.WriteLine();
    
                // 位的一些运算
                DisplayBits(bits1);
                bits1.Not();
                Console.Write(" not ");
                DisplayBits(bits1);
                Console.WriteLine();
    
                var bits2 = new BitArray(bits1);
                bits2[0] = true;
                bits2[1] = false;
                bits2[4] = true;
                DisplayBits(bits1);
    
                Console.Write(" or ");
                DisplayBits(bits2);
                Console.Write(" : ");
                bits1.Or(bits2);
                DisplayBits(bits1);
                Console.WriteLine();
    
                DisplayBits(bits2);
                Console.Write(" and ");
                DisplayBits(bits1);
                Console.Write(" : ");
                bits2.And(bits1);
                DisplayBits(bits2);
                Console.WriteLine();
    
                DisplayBits(bits1);
                Console.Write(" xor ");
                DisplayBits(bits2);
                bits1.Xor(bits2);
                Console.Write(" : ");
                DisplayBits(bits1);
                Console.WriteLine();
            }
    
            static void BitVectorDemo()
            {
    
                var bits1 = new BitVector32();
                // 书面写法，不考虑大小端，最后一个位的掩码（考虑是小端也就是地址读到的第一个）
                int bit1 = BitVector32.CreateMask();
                // 基于bit1位的上一个位的掩码，其实bit1是1
                int bit2 = BitVector32.CreateMask(bit1);
                // 基于bit2位的上一个位的掩码，其实bit2是2
                int bit3 = BitVector32.CreateMask(bit2);
                int bit4 = BitVector32.CreateMask(bit3);
                int bit5 = BitVector32.CreateMask(bit4);
    
                // 用索引器将末尾取值为1，其实bit1是1
                bits1[bit1] = true;
                // 用索引器将倒数第二位取值为0，其实bit2是2
                bits1[bit2] = false;
                bits1[bit3] = true;
                bits1[bit4] = true;
                Console.WriteLine(bits1);
                // 可以一次性的把有1下标的赋值为true
                bits1[0xabcdef] = true;
                Console.WriteLine(bits1);
    
                int received = 0x79abcdef;
                // 一次性的把有1下标的赋值为true，为0的赋值位0
                var bits2 = new BitVector32(received);
                Console.WriteLine(bits2);
                // sections: FF EEE DDD CCCC BBBBBBBB AAAAAAAAAAAA
                // 从底地址开始截取0xfff片段的索引值
                BitVector32.Section sectionA = BitVector32.CreateSection(0xfff);
                // 基于sectionA偏移，取0xff位数上的索引值
                BitVector32.Section sectionB = BitVector32.CreateSection(0xff, sectionA);
                BitVector32.Section sectionC = BitVector32.CreateSection(0xf, sectionB);
                BitVector32.Section sectionD = BitVector32.CreateSection(0x7, sectionC);
                BitVector32.Section sectionE = BitVector32.CreateSection(0x7, sectionD);
                BitVector32.Section sectionF = BitVector32.CreateSection(0x3, sectionE);
    
                // 用索引片段，访问bits2在该片段上的元素
                Console.WriteLine("Section A: " + IntToBinaryString(bits2[sectionA], true));
                Console.WriteLine("Section B: " + IntToBinaryString(bits2[sectionB], true));
                Console.WriteLine("Section C: " + IntToBinaryString(bits2[sectionC], true));
                Console.WriteLine("Section D: " + IntToBinaryString(bits2[sectionD], true));
                Console.WriteLine("Section E: " + IntToBinaryString(bits2[sectionE], true));
                Console.WriteLine("Section F: " + IntToBinaryString(bits2[sectionF], true));
            }
    
            static string IntToBinaryString(int bits, bool removeTrailingZero)
            {
                var sb = new StringBuilder(32);
                for (int i = 0; i < 32; i++)
                {
                    // 从左边读起，读完后丢弃左边位数，所以与上0x80000000
                    if ((bits & 0x80000000) != 0)
                    {
                        sb.Append("1");
                    }
                    else
                    {
                        sb.Append("0");
                    }
                    bits = bits << 1;
                }
                string s = sb.ToString();
                if (removeTrailingZero)
                    return s.TrimStart('0');
                else
                    return s;
            }
    
            static void DisplayBits(BitArray bits)
            {
                // 可以直接迭代输出
                foreach (bool bit in bits)
                {
                    Console.Write(bit ? 1 : 0);
                }
            }
        }
    }

### 2.IProducerConsumerCollection<T>接口 ###

.net4.0中包含了新的命名空间System.Collections.Concurrent,定义了一些线程安全的集合，这些集合实现了IProducerConsumerCollection<T>接口(生产消费者模式）。  
这样多线程访问这些集合就不需要Lock\{\}操作了。只需要用相应集合的TryAdd和TryTake方法，这两个方法分为阻塞的和非阻塞的，如果失败会返回false否则返回true。  
这些集合有：  
ConcurrentQueue<T>集合，Enqueue(),TryDequeue()和TryPeek方法。  
ConcurrentStack<T>类。  
ConcurrentBag<T>类。  
ConcurrentDictionary<TKey, TValue>这个是线程安全的键值集合，TryAdd,TryGetValue, TryRemove,TryUpdate方法以非阻塞方式访问成员。因为基于键和值ConcurrentDictionary<TKey,  
  
TValue>没有实现IProducerConsumerCollection<T>接口，但是也是支持线程安全的。  
ConcurrentXXX类型的集合是线程安全的。  
  
BlockingCollection<T>定义了集合操作阻塞的接口，使用令牌机制，可以指定等待的最长时间。BlockingCollection<T>是针对实现了IProducerConsumerCollection<T>接口的任意类型修饰器，默认是使用了ConcurrentQueue<T>类。  
实现例子：

static void Main()
            {
                BlockingDemoSimple();
            }
    
            static void BlockingDemoSimple()
            {
                // 阻塞的容器
                var sharedCollection = new BlockingCollection<int>();
                
                // 定义两个事件对象和等待事件完成的重置消息句柄
                var events = new ManualResetEventSlim[2];
                var waits = new WaitHandle[2];
                for (int i = 0; i < 2; i++)
    			{
    			    events[i] = new ManualResetEventSlim(false);
                    waits[i] = events[i].WaitHandle;
    			}
    
                var producer = new Thread(obj =>
                {
                    // 解析传入的集合容器和事件对象
                    var state = (Tuple<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>)obj;
                    var coll = state.Item1;
                    var ev = state.Item2;
                    var r = new Random();
    
                    for (int i = 0; i < 300; i++)
                    {
                        // 阻塞函数，var coll前面强转确定类型，可以添加元素
                        coll.Add(r.Next(3000));
                    }
                    // 事件完成，释放信号
                    ev.Set();
                });
                producer.Start(Tuple.Create<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>(sharedCollection, events[0]));
    
                var consumer = new Thread(obj =>
                {
                    // 解析传入的集合容器和事件对象
                    var state = (Tuple<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>)obj;
                    var coll = state.Item1;
                    var ev = state.Item2;
    
                    for (int i = 0; i < 300; i++)
                    {
                        // 阻塞函数，前面强转确定类型，提取元素
                        int result = coll.Take();
                    }
                    // 事件完成，释放信号
                    ev.Set();
                });
                consumer.Start(Tuple.Create<BlockingCollection<int>, ManualResetEventSlim>(sharedCollection, events[1]));
    
                // 主线程会阻塞一直等待信号到来
                if (!WaitHandle.WaitAll(waits))
                    Console.WriteLine("wait failed");
                else
                    Console.WriteLine("reading/writing finished");
    
            }