Quais são os tipos de coleções em C#?

A C# oferece uma variedade de tipos de coleções para armazenar e gerir dados, localizados em diferentes espaços de nomes (principalmente System.Collections, System.Collections.Generic, System.Collections.Concurrent, System.Collections.Immutable). Podem ser classificados por vários critérios principais:

1. Por tipo de dados armazenados:

   • Não tipados (Untyped): Armazenam objetos do tipo object (System.Collections). Requerem conversão de tipos e podem ser menos eficientes.
   • Tipados (Generic): Armazenam objetos de um tipo específico (System.Collections.Generic). Oferecem segurança de tipos e melhor desempenho.

2. Por estrutura de dados:

   • Listas (Lists): Coleções sequenciais, acesso aos elementos por índice.
     • ArrayList (não tipado)
     • List<T> (tipado)
     • LinkedList<T> (lista duplamente ligada tipada)
   • Arrays: De tamanho fixo, acesso por índice.
     • Array (classe base)
     • T[] (açúcar sintático para arrays)
   • Dicionários: Coleções de pares chave-valor, acesso por chave.
     • Hashtable (não tipado)
     • Dictionary<TKey, TValue> (tipado)
     • SortedList (não tipado, ordenado por chave)
     • SortedList<TKey, TValue> (tipado, ordenado por chave)
     • SortedDictionary<TKey, TValue> (tipado, ordenado por chave, usa árvore vermelho-preto)
   • Conjuntos (Sets): Coleções de elementos únicos.
     • HashSet<T> (tipado, não ordenado)
     • SortedSet<T> (tipado, ordenado)
   • Filas (Queues): Coleções que funcionam pelo princípio de "primeiro a chegar, primeiro a sair" (FIFO).
     • Queue (não tipado)
     • Queue<T> (tipado)
   • Pilhas (Stacks): Coleções que funcionam pelo princípio de "último a chegar, primeiro a sair" (LIFO).
     • Stack (não tipado)
     • Stack<T> (tipado)

3. Por segurança em multithreading:

   • Não seguros para threads: A maioria das coleções padrão (System.Collections, System.Collections.Generic). Requer sincronização externa para trabalho multithread.
   • Seguros para threads (Concurrent): Projetadas para trabalhar de forma segura em ambientes multithread sem bloqueio externo (System.Collections.Concurrent).
     • ConcurrentBag<T>
     • ConcurrentDictionary<TKey, TValue>
     • ConcurrentQueue<T>
     • ConcurrentStack<T>

4. Por mutabilidade:

   • Mutáveis (Mutable): A maioria das coleções permite adicionar, remover e modificar elementos.
   • Imutáveis (Immutable): Garantem imutabilidade após a criação (System.Collections.Immutable). Qualquer operação de modificação retorna uma nova coleção.
     • ImmutableArray<T>
     • ImmutableList<T>
     • ImmutableDictionary<TKey, TValue>
     • ImmutableHashSet<T>
     • ImmutableSortedSet<T>
     • ImmutableQueue<T>
     • ImmutableStack<T>

A escolha de um tipo específico de coleção depende dos requisitos da tarefa: tipo de dados, necessidade de acesso por índice ou chave, requisitos de unicidade dos elementos, ordem de armazenamento, desempenho, segurança em multithreading e mutabilidade. As coleções tipadas do espaço de nomes System.Collections.Generic são as mais utilizadas atualmente em C#.