c#如何将不同类型的数据存储到一起

在 C# 中,存储不同类型的数据有多种方式,具体选择取决于你的需求(类型安全、性能、灵活性等)。以下是常见的解决方案及其适用场景:

1. 使用 object 类型(装箱 / 拆箱)

将所有数据转换为基类 object,利用 C# 的多态性存储任意类型。

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List<object> mixedList = new List<object>();
mixedList.Add(123);            // int → 装箱为object
mixedList.Add("Hello");        // string(引用类型无需装箱)
mixedList.Add(new DateTime()); // DateTime → 装箱为object
​
// 访问时需手动拆箱(可能引发InvalidCastException)
int num = (int)mixedList[0];   // 拆箱
string str = (string)mixedList[1];
  • 优点:简单直接,无需额外类型定义。

  • 缺点:

    • 装箱 / 拆箱开销 :值类型(如 int, DateTime)频繁转换会降低性能。

    • 类型不安全 :运行时可能抛出 InvalidCastException

2. 使用泛型集合 List<dynamic>

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dynamic 关键字在运行时动态解析类型,避免编译时类型检查。

List<dynamic> dynamicList = new List<dynamic>();
dynamicList.Add(123);        // 无需装箱
dynamicList.Add("Hello");
dynamicList.Add(new { Name = "Alice" }); // 匿名类型也可存储
​
// 访问时无需显式转换
int num = dynamicList[0];    // 动态类型解析
string str = dynamicList[1];
  • 优点:

    • 无需装箱拆箱(值类型以原始类型存储)。

    • 支持匿名类型等复杂结构。

  • 缺点:

    • 运行时类型风险:若类型不匹配会在运行时抛出异常。

    • 性能开销:动态解析比静态类型稍慢。

3. 使用自定义类 / 结构体(推荐方案)

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public class MixedData
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public DateTime BirthDate { get; set; }
}
​
// 使用方式
List<MixedData> dataList = new List<MixedData>();
dataList.Add(new MixedData { 
    Id = 1, 
    Name = "Alice", 
    BirthDate = DateTime.Now 
});

定义一个包含所需字段的类,每个字段使用明确的类型。

cs 复制代码
public class MixedData
{
    public int Id { get; set; }
    public string Name { get; set; }
    public DateTime BirthDate { get; set; }
}
​
// 使用方式
List<MixedData> dataList = new List<MixedData>();
dataList.Add(new MixedData { 
    Id = 1, 
    Name = "Alice", 
    BirthDate = DateTime.Now 
});
  • 优点:

    • 类型安全:编译时检查类型。

    • 可读性高:字段含义明确。

    • 性能最优:无需装箱拆箱。

  • 缺点:需提前定义类型,不够灵活。

4. 使用 TupleValueTuple

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适合临时存储少量不同类型的数据。

// Tuple(旧版,需通过Item1、Item2访问)
var tupleList = new List<Tuple<int, string>>();
tupleList.Add(Tuple.Create(1, "Alice"));
​
// ValueTuple(C# 7.0+,推荐,支持命名元素)
var valueTupleList = new List<(int Id, string Name)>();
valueTupleList.Add((1, "Alice"));
​
// 访问方式
int id = valueTupleList[0].Id;
string name = valueTupleList[0].Name;
  • 优点:简洁,无需额外类定义。

  • 缺点:

    • 元素数量有限(最多 8 个)。

    • 不适合复杂或大量数据。

5. 使用 Dictionary<string, object>

以键值对形式存储不同类型的值,类似动态对象。

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var dict = new Dictionary<string, object>();
dict["Id"] = 123;
dict["Name"] = "Alice";
dict["IsActive"] = true;
​
// 访问时需转换类型
int id = (int)dict["Id"];
bool isActive = (bool)dict["IsActive"];
  • 优点:灵活,可动态添加 / 删除键值对。

  • 缺点:

    • 类型不安全,需手动转换。

    • 键名硬编码,易出错。

6. 使用接口或抽象类(面向对象设计)

定义公共接口,让不同类型实现该接口。

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public interface IDataItem { }
​
public class Person : IDataItem
{
    public string Name { get; set; }
}
​
public class Product : IDataItem
{
    public decimal Price { get; set; }
}
​
// 使用方式
List<IDataItem> items = new List<IDataItem>();
items.Add(new Person { Name = "Alice" });
items.Add(new Product { Price = 9.99m });
​
// 通过模式匹配访问
foreach (var item in items)
{
    if (item is Person person)
        Console.WriteLine(person.Name);
    else if (item is Product product)
        Console.WriteLine(product.Price);
}
  • 优点:

    • 类型安全,符合面向对象原则。

    • 可扩展,易于添加新类型。

  • 缺点:需设计接口和继承体系,复杂度较高。

7. 使用 ExpandoObject(动态对象)

System.Dynamic.ExpandoObject 是动态类型的字典,支持运行时添加属性。

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dynamic person = new ExpandoObject();
person.Name = "Alice";
person.Age = 30;
​
// 直接访问属性(无需转换)
Console.WriteLine(person.Name); // "Alice"
  • 优点:

    • 语法简洁,像普通对象一样访问属性。

    • 无需提前定义类型。

  • 缺点:

    • 编译时无类型检查,易出错。

    • 性能略低于静态类型。

    7. ArrayList(非泛型,不推荐)

    特点

    • 来自 System.Collections 命名空间,可存储任意类型(实际存为 object)。

    • 动态扩容,但存在装箱 / 拆箱开销类型安全问题

    示例

    cs 复制代码
    using System.Collections;
    ​
    ArrayList list = new ArrayList();
    list.Add("张三");    // string → object(装箱)
    list.Add(10);        // int → object(装箱)
    list.Add(2.2);       // double → object(装箱)
    ​
    // 访问时需手动拆箱,可能引发InvalidCastException
    int num = (int)list[1]; // 拆箱
方案 装箱开销 类型安全 性能(相对)
List<object>
List<dynamic>
自定义类 / 结构体
Dictionary<string, object>
ExpandoObject 中低
ArrayList
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