Какви видове колекции съществуват в C#?

C# предлага множество типове колекции за съхранение и управление на данни, разположени в различни пространства от имена (главно System.Collections, System.Collections.Generic, System.Collections.Concurrent, System.Collections.Immutable). Те могат да бъдат класифицирани по няколко основни признака:

1. По типа на съхраняваните данни:

   • Безтипови (Untyped): Съхраняват обекти от тип object (System.Collections). Изискват преобразуване на типове и могат да бъдат по-малко ефективни.
   • Типизирани (Generic): Съхраняват обекти от определен тип (System.Collections.Generic). Осигуряват безопасност на типовете и по-добра производителност.

2. По структура на данните:

   • Списъци (Lists): Последователни колекции, достъп до елементите по индекс.
     • ArrayList (безтипов)
     • List<T> (типизиран)
     • LinkedList<T> (типизиран, двусвързан списък)
   • Масиви (Arrays): Фиксиран размер, достъп по индекс.
     • Array (базов клас)
     • T[] (синтактичен захар за масиви)
   • Речници (Dictionaries): Колекции от двойки ключ-стойност, достъп по ключ.
     • Hashtable (безтипов)
     • Dictionary<TKey, TValue> (типизиран)
     • SortedList (безтипов, сортиран по ключ)
     • SortedList<TKey, TValue> (типизиран, сортиран по ключ)
     • SortedDictionary<TKey, TValue> (типизиран, сортиран по ключ, използва червено-черно дърво)
   • Множества (Sets): Колекции от уникални елементи.
     • HashSet<T> (типизиран, несортиран)
     • SortedSet<T> (типизиран, сортиран)
   • Опашки (Queues): Колекции, работещи по принципа "първи дошъл, първи излязъл" (FIFO).
     • Queue (безтипов)
     • Queue<T> (типизиран)
   • Стекове (Stacks): Колекции, работещи по принципа "последен дошъл, първи излязъл" (LIFO).
     • Stack (безтипов)
     • Stack<T> (типизиран)

3. По безопасност при работа с нишки:

   • Несигурни за нишки: Повечето стандартни колекции (System.Collections, System.Collections.Generic). Изискват външна синхронизация за многонитова работа.
   • Безопасни за нишки (Concurrent): Проектирани за безопасна работа в многонитова среда без външно заключване (System.Collections.Concurrent).
     • ConcurrentBag<T>
     • ConcurrentDictionary<TKey, TValue>
     • ConcurrentQueue<T>
     • ConcurrentStack<T>

4. По изменяемост:

   • Променяеми (Mutable): Повечето колекции позволяват добавяне, изтриване и промяна на елементи.
   • Непроменяеми (Immutable): Осигуряват неизменност след създаване (System.Collections.Immutable). Всяка операция по промяна връща нова колекция.
     • ImmutableArray<T>
     • ImmutableList<T>
     • ImmutableDictionary<TKey, TValue>
     • ImmutableHashSet<T>
     • ImmutableSortedSet<T>
     • ImmutableQueue<T>
     • ImmutableStack<T>

Изборът на конкретен тип колекция зависи от изискванията на задачата: тип данни, необходимост от достъп по индекс или ключ, изисквания за уникалност на елементите, ред на съхранение, производителност, безопасност при работа с нишки и изменяемост. В съвременния C# най-често използваните са типизираните колекции от пространството от имена System.Collections.Generic.