在 C# 中，集合是一种非常重要的数据结构，它用于存储一组唯一的元素。HashSet<T> 是一种基于哈希表的集合数据结构，它提供了高效的元素查找、添加和删除操作。HashSet<T> 是无序的，并且不允许重复的元素，这使得它在某些场景下非常有用。

创建 HashSet

要创建一个 HashSet，您需要引入 System.Collections.Generic 命名空间：

using System.Collections.Generic;

// 创建一个空的 HashSet
HashSet<int> numbers = new HashSet<int>();

添加元素

使用 Add 方法向 HashSet 中添加元素：

namespace AppHashSet
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 创建一个空的 HashSet
            HashSet<int> numbers = new HashSet<int>();
            numbers.Add(1);
            numbers.Add(2);
            numbers.Add(3);

            // 尝试添加重复的元素，将不会被添加到集合中
            bool isAdded = numbers.Add(2); // 返回 false，因为 2 已经存在

            // 输出numbers中的元素
            foreach (int number in numbers)
            {
                Console.WriteLine(number);
            }
        }
    }
}

删除元素

使用 Remove 方法从 HashSet 中删除元素：

bool isRemoved = numbers.Remove(2); // 返回 true，如果元素存在并且被移除

检查元素是否存在

使用 Contains 方法检查 HashSet 中是否包含某个元素：

bool contains = numbers.Contains(2); // 返回 false，因为 2 已经被移除

遍历 HashSet

使用 foreach 循环遍历 HashSet 中的元素：

foreach (int number in numbers)
{
    Console.WriteLine(number);
}

HashSet 的操作

HashSet<T> 提供了一些强大的集合操作，例如并集、交集、差集和对称差集。

并集（Union）

namespace AppHashSet
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            HashSet<int> setA = new HashSet<int> { 1, 2, 3 };
            HashSet<int> setB = new HashSet<int> { 3, 4, 5 };

            setA.UnionWith(setB); // setA 现在包含 { 1, 2, 3, 4, 5 }

            // 输出结果
            foreach (int num in setA)
            {
                Console.WriteLine(num);
            }
        }
    }
}

交集（Intersect）

setA.IntersectWith(setB); // setA 现在包含 { 3 }

差集（Except）

setA.ExceptWith(setB); // setA 现在包含 { 1, 2 }，因为这些元素在 setB 中不存在

对称差集（SymmetricExcept）

setA.SymmetricExceptWith(setB); // setA 现在包含 { 1, 2, 4, 5 }，因为这些元素只在一个集合中存在

性能注意事项

HashSet<T> 在处理大量数据时通常比 List<T> 更高效，因为它使用哈希表来存储元素，这意味着它的添加、删除和查找操作的平均时间复杂度为 O(1)。然而，这种效率是以牺牲顺序和重复元素为代价的。

示例：使用 HashSet 过滤重复元素

假设我们有一个整数数组，我们想要移除所有重复的元素。

namespace AppHashSet
{
    internal class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] numbersArray = { 1, 2, 3, 2, 4, 5, 5, 6, 1 };
            HashSet<int> uniqueNumbers = new HashSet<int>(numbersArray);

            foreach (int number in uniqueNumbers)
            {
                Console.WriteLine(number);
            }
        }
    }
}

在这个例子中，我们使用 HashSet 的构造函数直接从数组中创建了一个集合，自动移除了所有重复的元素。然后我们遍历这个集合，打印出唯一的元素。

总结

HashSet<T> 是 C# 中一个非常有用的集合类，适用于需要存储唯一元素集合的场景。它提供了丰富的集合操作方法，可以很方便地进行并集、交集、差集和对称差集等操作。在处理大量数据时，HashSet<T> 通常比其他集合类型更高效。通过上面的例子和说明，您应该对如何在 C# 中使用 HashSet 有了一定的了解。

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