一、列表

1.List<T>

分类 方法 描述
添加 Add(T item) 将元素添加到列表末尾。
AddRange(IEnumerable<T> collection) 将另一个集合中的所有元素添加到末尾。
Insert(int index, T item) 在指定索引位置插入元素。
删除 Remove(T item) 移除列表中第一个匹配的元素。
RemoveAt(int index) 移除指定索引位置的元素。
RemoveRange(int index, int count) 移除从指定索引开始的连续多个元素。
Clear() 移除列表中的所有元素。
查找 IndexOf(T item) 搜索指定元素，并返回其第一次出现的索引。
Contains(T item) 判断某个元素是否在列表中。
Find(Predicate<T> match) 查找符合条件（由lambda表达式定义）的第一个元素。
Exists(Predicate<T> match) 判断列表中是否存在符合条件的元素。
访问 Count 获取列表中实际包含的元素个数。
this[int index] (索引器) 通过索引访问或修改元素。
Capacity 获取或设置列表在不调整大小的情况下能容纳的总元素数。
TrimExcess() 将容量设置为列表中实际元素的数量，用于节省内存。
ForEach(Action<T> action) 对列表中的每个元素执行指定操作。
排序 Sort() 对列表中的元素进行排序。
其他 ToArray() 将列表中的元素复制到新数组中。

2.LinkedList<T>

LinkedList<T>是一个泛型双向链表，插入/删除元素快，但不支持随机访问。

分类 方法 说明
添加 AddFirst(T) / AddFirst(LinkedListNode<T>) 在链表头部添加新节点
AddLast(T) / AddLast(LinkedListNode<T>) 在链表尾部添加新节点
AddBefore(LinkedListNode<T>, T) 在指定节点之前插入

AddAfter(LinkedListNode<T>, T)

 在指定节点之后插入
删除 RemoveFirst() 移除第一个节点
RemoveLast() 移除最后一个节点
Remove(T) / Remove(LinkedListNode<T>) 移除指定值的第一个匹配节点或指定节点实例
Clear() 清空整个链表
查找 Find(T) 从头部开始查找第一个匹配的元素（线性搜索）
FindLast(T) 从尾部开始查找第一个匹配的元素
属性 First 获取第一个节点（LinkedListNode<T>）
Last 获取最后一个节点
Count 获取节点数量（O(1) 时间复杂度）
判断 Contains(T) 判断值是否存在（内部调用 Find）

二、哈希表

1.HashSet<T>

基于哈希表的数学集合，只存储唯一元素，没有对应的值。

方法 说明
Add(T item) 添加元素，返回 bool（true 表示原本不存在，添加成功）
Remove(T item) 移除元素，返回 bool
Contains(T item) 快速判断元素是否存在
Clear() 清空
集合操作 UnionWith（并集）、IntersectWith（交集）、ExceptWith（差集）、SymmetricExceptWith（对称差集）
子集/超集 IsSubsetOf, IsSupersetOf, Overlaps 等

2.Dictionary<T>

查找、插入、删除的平均时间复杂度 O(1)

分类 方法 / 属性 说明
添加 Add(TKey key, TValue value) 添加键值对。若键已存在，抛出 ArgumentException
TryAdd(key, value) (.NET Core 2.0+) 尝试添加，成功返回 true，键重复返回 false
索引器 this[key] 获取或设置值。若键不存在，获取时抛出 KeyNotFoundException；设置时会添加或覆盖
查找 ContainsKey(key) 判断键是否存在
TryGetValue(key, out value) 推荐，同时获取值，避免二次查找。存在返回 true，否则 false
ContainsValue(value) 判断值是否存在（O(n) 遍历，不常用）
删除 Remove(key) 移除指定键，返回 bool
Clear() 清空所有元素
读取键/值 Keys 属性 获取包含所有键的 KeyCollection（可遍历）
Values 属性 获取包含所有值的 ValueCollection
遍历 foreach (KeyValuePair<TKey, TValue> kvp in dict) 遍历所有键值对
容量管理 Count 当前元素个数
Capacity 内部数组大小（不开放直接设置，但有 EnsureCapacity）
TrimExcess() 缩减容量到接近 Count，节省内存

三、栈

栈（Stack）是一种后进先出（LIFO, Last-In-First-Out） 的数据结构。在 C# 中，主要使用泛型版本Stack<T>。

方法 说明 时间复杂度
Push(T item) 将元素压入栈顶 O(1) 平均
Pop() 移除并返回栈顶元素；若栈空则抛出 InvalidOperationException O(1)
Peek() 返回栈顶元素但不移除；若栈空则抛异常 O(1)
TryPop(out T result) 尝试弹出，成功返回 true 且 result 为栈顶值，否则 false O(1)
TryPeek(out T result) 尝试查看，成功返回 true，否则 false (不抛出异常) O(1)
Contains(T item) 判断元素是否在栈中（线性搜索） O(n)
Clear() 清空所有元素 O(n)
ToArray() 将栈复制到新数组（顺序：栈顶到栈底） O(n)
TrimExcess() 缩减容量到接近实际元素数，节省内存 O(n)
属性 Count 获取栈中包含的元素个数 O(1)

四、队列

1.Queue

队列是一种先进先出的数据结构。

方法 说明 时间复杂度
Enqueue(T item) 将元素添加到队列末尾 O(1) 平均
Dequeue() 移除并返回队首元素；若队列空，抛出 InvalidOperationException O(1)
Peek() 返回队首元素但不移除；队列空时抛异常 O(1)
TryDequeue(out T result) 尝试出队，成功返回 true，否则 false（推荐） O(1)
TryPeek(out T result) 尝试查看队首，成功返回 true，否则 false O(1)
Contains(T item) 判断元素是否在队列中（线性搜索） O(n)
Clear() 清空所有元素 O(n)
ToArray() 复制队列到新数组（顺序：队首到队尾） O(n)
TrimExcess() 缩减容量到接近实际元素数 O(n)
属性 Count 获取元素个数 O(1)

2.优先队列（PriorityQueue）

方法 说明 时间复杂度
Enqueue(TElement element, TPriority priority) 将元素与优先级一起入队 O(log n)
EnqueueRange(...) 批量入队（多个元素或键值对） O(k log n)
Dequeue() 移除并返回优先级最高的元素；队列空时抛异常 O(log n)
TryDequeue(out TElement element, out TPriority priority) 同时取出元素和优先级；成功返回 true O(log n)
Peek() 返回优先级最高的元素（不移除），队列空抛异常 O(1)
TryPeek(...) 尝试查看，安全版本 O(1)
Clear() 清空队列 O(n)
属性 Count 获取元素个数 O(1)
UnorderedItems 返回不按优先级排序的集合（用于遍历所有元素） O(1) 迭代器

优先队列可以用来实现堆排序

 // 降序排序（使用最大堆：将优先级取负）
    static int[] HeapSortDescending(int[] source)
    {
        var pq = new PriorityQueue<int, int>();

        foreach (var num in source)
        {
            // 用 -num 作为优先级，则数值大的反而优先级高（负值小）
            pq.Enqueue(num, -num);
        }

        int[] result = new int[source.Length];
        int index = 0;
        while (pq.Count > 0)
        {
            result[index++] = pq.Dequeue();
        }
        return result;
    }

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