Существуют ли ограничения для типов данных при использовании ключей?

Да, существуют. Основное требование к типу данных, используемому в качестве ключа в коллекциях, основанных на хеш-таблицах (например, Dictionary<TKey, TValue>, HashSet<T>), заключается в том, что он должен корректно определять методы Equals() и GetHashCode().

• Equals(): Метод должен правильно сравнивать два объекта на равенство. Если два объекта считаются равными, их хеш-коды также должны быть равны.
• GetHashCode(): Метод должен возвращать стабильное значение хеш-кода для объекта в течение всего его жизненного цикла. Если два объекта считаются равными по Equals(), GetHashCode() должен возвращать одно и то же значение для обоих объектов. Надежное и равномерное распределение хеш-кодов повышает производительность коллекций.

Типы-значения (int, string и т.д.) обычно удовлетворяют этим условиям. Пользовательские типы-ссылки требуют явной реализации или переопределения этих методов, если стандартная реализация (на основе ссылочного равенства) недостаточна. Мутабельные типы могут вызвать проблемы, если значение, влияющее на хеш-код или равенство, изменяется после добавления в коллекцию.