HashSet, сохраняющий порядок

Стандартные .NET HashSet не сохраняют порядок вставки. Для простых тестов порядок вставки может быть сохранен из-за аварии, но это не гарантируется и не всегда будет работать таким образом. Чтобы доказать, что достаточно сделать несколько удалений между ними.

См. Этот вопрос для получения дополнительной информации об этом: Сохраняет ли HashSet порядок вставки?

Я вкратце реализовал HashSet, который гарантирует порядок вставки. Он использует Dictionary для поиска элементов и LinkedList для сохранения порядка. Все три операции: вставка, удаление и поиск по-прежнему работают в O (1).

public class OrderedSet<T> : ICollection<T>
{
    private readonly IDictionary<T, LinkedListNode<T>> m_Dictionary;
    private readonly LinkedList<T> m_LinkedList;

    public OrderedSet()
        : this(EqualityComparer<T>.Default)
    {
    }

    public OrderedSet(IEqualityComparer<T> comparer)
    {
        m_Dictionary = new Dictionary<T, LinkedListNode<T>>(comparer);
        m_LinkedList = new LinkedList<T>();
    }

    public int Count => m_Dictionary.Count;

    public virtual bool IsReadOnly => m_Dictionary.IsReadOnly;

    void ICollection<T>.Add(T item)
    {
        Add(item);
    }

    public bool Add(T item)
    {
        if (m_Dictionary.ContainsKey(item)) return false;
        var node = m_LinkedList.AddLast(item);
        m_Dictionary.Add(item, node);
        return true;
    }

    public void Clear()
    {
        m_LinkedList.Clear();
        m_Dictionary.Clear();
    }

    public bool Remove(T item)
    {
        if (item == null) return false;
        var found = m_Dictionary.TryGetValue(item, out var node);
        if (!found) return false;
        m_Dictionary.Remove(item);
        m_LinkedList.Remove(node);
        return true;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return m_LinkedList.GetEnumerator();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }

    public bool Contains(T item)
    {
        return item != null && m_Dictionary.ContainsKey(item);
    }

    public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex)
    {
        m_LinkedList.CopyTo(array, arrayIndex);
    }
}

Вы можете легко получить эту функцию, используя KeyedCollection<TKey,TItem> указав один и тот же аргумент типа для TKey и TItem:

public class OrderedHashSet<T> : KeyedCollection<T, T>
{
    protected override T GetKeyForItem(T item)
    {
        return item;
    }
}

Если вам нужна постоянная сложность Add, Remove, Contains и сохранение порядка, то в .NET Framework 4.5 такой коллекции нет.

Если вас устраивает сторонний код, загляните в мой репозиторий (разрешающая лицензия MIT): https://github.com/OndrejPetrzilka/Rock.Collections

Есть OrderedHashSet<T> коллекция:

• на основе классического HashSet<T> исходного кода (из .NET Core)
• сохраняет порядок вставки и допускает изменение порядка вставки вручную
• функции обратное перечисление
• имеет такую ​​же сложность операции, что и HashSet<T>
• Операции Add и Remove на 20% медленнее по сравнению с HashSet<T>
• потребляет на 8 байт больше памяти на элемент