Effective C# 原則 40：按需選擇集合，效能與功能雙贏

「哪種集合最好？」答案是「視情況而定」。.NET 提供陣列、ArrayList、Queue、Stack、Hashtable、SortedList、BitArray 等近 20 種集合，各有優化重點。選擇前必須分析操作模式，並透過介面（ICollection、IList、IDictionary）解耦具體實作（參見原則 19）。

三大集合族群

1. 陣列：最簡單、最快、型別安全

• C# 陣列編譯期生成強型別 System.Array 衍生類，值類型零裝箱；
• 一維陣列：int[] numbers = new int[100];
• 多維陣列：int[,] board = new int[8, 8]; 記憶體連續、索引計算高效、foreach 單層迭代；
• 鋸齒陣列：int[][] jagged = new int[5][]; 內層長度可異，但列存取需雙重索引、效能較差；
• 缺點：大小固定，調整需重新配置複製，導致舊參考失效（需用 ArrayList 封裝解決）。

2. 類陣列集合：ArrayList、Queue、Stack

• ArrayList：動態陣列封裝，語意混合陣列與鏈表，支援調整大小、索引存取、迭代；內部封裝陣列，無舊參考問題；
• Queue/Stack：FIFO/LIFO 介面，內部同樣基於陣列，擴容有效能成本；
• 建議：建構時指定 Capacity 減少擴容開銷。

3. 雜湊/字典集合：Hashtable、SortedList、ListDictionary、HybridDictionary

• Hashtable：O(1) 查找，無序；
• SortedList：鍵排序，O(log n) 查找，支援有序迭代；
• ListDictionary：小資料量單向鏈表實作；
• HybridDictionary：小量用 ListDictionary，大量自動轉 Hashtable；
• 皆位於 System.Collections.Specialized。

特殊用途：BitArray

位元級儲存，支援 AND/OR/XOR/NOT 批次操作，適合大量旗標、遮罩運算，不適合一般布林陣列替代。

強型別封裝（C# 1.x 妥協方案）

繼承 CollectionBase/DictionaryBase，以 new 隱藏基底 object 成員，提供強型別 Add/索引子。C# 2.0 泛型徹底解決此問題。

對外公開集合：索引子與 IEnumerable

• 支援多維索引子：public int this[int x, int y] { get { ... } }
• 實作 IEnumerable 提供標準迭代；若為列表模型考慮 IList/ICollection，字典模型考慮 IDictionary；最簡做法：繼承 CollectionBase/DictionaryBase。

選擇清單