c# DataSet 类

在 C# 的ADO.NET体系中，DataSet是一个内存中的数据容器，可视为 "离线数据库"，用于存储和管理关系型数据（包含表、表关系、约束等），且独立于底层数据源（如 SQL Server、MySQL 等）。它是处理复杂数据关系、离线数据操作的核心组件。

一、DataSet 的核心特性

1. 离线数据存储：数据加载后与数据源断开连接，仍可在内存中操作，适合客户端离线场景。

2. 关系型结构 ：可包含多个DataTable（数据表），表之间通过DataRelation（关系）关联，支持主外键逻辑。

3. 数据状态跟踪：自动记录数据行的修改状态（新增、修改、删除），便于批量同步回数据源。

4. 架构独立性 ：自带数据架构（Schema），记录字段类型、约束（主键、唯一键等），不依赖数据源元数据。

二、DataSet 的基本结构

DataSet的结构类似小型数据库，核心组成如下：

• Tables集合 ：存储多个DataTable对象（数据表），每个DataTable对应一组结构化数据。

• Relations集合 ：存储DataRelation对象，定义DataTable之间的关联关系（如 "客户 - 订单" 的一对多关系）。

• ExtendedProperties：存储自定义键值对信息（如数据集描述、创建时间等）。

三、DataSet 的常用方法与属性

方法 / 属性	说明
Tables	获取DataTableCollection，用于访问或管理包含的DataTable
Relations	获取DataRelationCollection，用于管理表之间的关系
DataSetName	获取或设置数据集名称
AcceptChanges()	提交所有数据修改（将RowState重置为Unchanged）
RejectChanges()	撤销所有未提交的修改（恢复到上次AcceptChanges后的状态）
Merge(DataSet)	将另一个DataSet的数据合并到当前数据集（常用于合并离线修改）
Clear()	清空所有表中的数据（保留表结构）
GetXml()	将数据集内容转换为 XML 字符串
ReadXml(string)	从 XML 文件加载数据到数据集

四、使用示例：完整操作流程

以下通过 "客户 - 订单" 数据模型，展示DataSet的创建、数据操作、关系管理和持久化的完整流程。

1. 创建 DataSet 并定义表结构

// 1. 创建DataSet
DataSet salesDataSet = new DataSet("SalesData"); // 数据集名称
​
// 2. 创建客户表（Customers）
DataTable customerTable = new DataTable("Customers");
// 定义列（含主键）
customerTable.Columns.Add("CustomerId", typeof(int)); // 主键列
customerTable.Columns.Add("Name", typeof(string));
customerTable.Columns.Add("Phone", typeof(string));
// 设置主键
customerTable.PrimaryKey = new[] { customerTable.Columns["CustomerId"] };
​
// 3. 创建订单表（Orders）
DataTable orderTable = new DataTable("Orders");
orderTable.Columns.Add("OrderId", typeof(int)); // 主键列
orderTable.Columns.Add("CustomerId", typeof(int)); // 外键（关联Customers）
orderTable.Columns.Add("Amount", typeof(decimal));
orderTable.Columns.Add("OrderDate", typeof(DateTime));
orderTable.PrimaryKey = new[] { orderTable.Columns["OrderId"] };
​
// 4. 将表添加到DataSet
salesDataSet.Tables.Add(customerTable);
salesDataSet.Tables.Add(orderTable);
​
// 验证结构
Console.WriteLine($"数据集名称：{salesDataSet.DataSetName}");
Console.WriteLine($"包含表数量：{salesDataSet.Tables.Count}"); // 输出：2

2. 填充数据与操作行

// 1. 向客户表添加数据
DataTable customers = salesDataSet.Tables["Customers"];
customers.Rows.Add(1, "张三", "13800138000"); // 直接传值（按列顺序）
customers.Rows.Add(2, "李四", "13900139000");
​
// 2. 向订单表添加数据
DataTable orders = salesDataSet.Tables["Orders"];
orders.Rows.Add(1001, 1, 999.99m, new DateTime(2024, 1, 15)); // 张三的订单
orders.Rows.Add(1002, 1, 1599.50m, new DateTime(2024, 3, 20)); // 张三的订单
orders.Rows.Add(1003, 2, 599.00m, new DateTime(2024, 5, 10)); // 李四的订单
​
// 3. 修改数据
DataRow zhangsanRow = customers.Rows.Find(1); // 通过主键查找
zhangsanRow["Phone"] = "13812345678"; // 修改手机号
​
// 4. 删除数据
DataRow orderToDelete = orders.Rows.Find(1003); // 查找订单1003
if (orderToDelete != null)
    orderToDelete.Delete(); // 标记删除（未真正删除，需AcceptChanges确认）
​
// 5. 查看行状态（跟踪修改）
foreach (DataRow row in customers.Rows)
{
    Console.WriteLine($"客户ID: {row["CustomerId"]}, 状态: {row.RowState}");
}
// 输出：
// 客户ID: 1, 状态: Modified（已修改）
// 客户ID: 2, 状态: Unchanged（未修改）

3. 定义表关系与数据导航

通过DataRelation建立表之间的关联，实现父子数据的快速导航。

// 1. 创建“客户-订单”关系（一对多）
DataRelation customerOrderRel = new DataRelation(
    "FK_Customer_Order", // 关系名称
    salesDataSet.Tables["Customers"].Columns["CustomerId"], // 父表主键
    salesDataSet.Tables["Orders"].Columns["CustomerId"] // 子表外键
);
// 添加关系到DataSet
salesDataSet.Relations.Add(customerOrderRel);
​
// 2. 通过父行查找子行（查询张三的所有订单）
DataRow zhangsan = customers.Rows.Find(1);
if (zhangsan != null)
{
    // 获取张三的所有订单（子行）
    DataRow[] zhangsanOrders = zhangsan.GetChildRows(customerOrderRel);
    Console.WriteLine($"客户 {zhangsan["Name"]} 的订单数量：{zhangsanOrders.Length}");
    
    foreach (DataRow order in zhangsanOrders)
    {
        Console.WriteLine($"订单ID：{order["OrderId"]}，金额：{order["Amount"]}");
    }
}
​
// 3. 通过子行查找父行（查询订单1001的客户）
DataRow order1001 = orders.Rows.Find(1001);
if (order1001 != null)
{
    DataRow customer = order1001.GetParentRow(customerOrderRel);
    Console.WriteLine($"订单1001的客户：{customer["Name"]}"); // 输出：张三
}

4. 数据持久化（XML 导入 / 导出）

DataSet支持直接与 XML 互转，方便数据持久化或传输。

// 1. 将数据导出为XML（含结构和数据）
string xmlData = salesDataSet.GetXml();
Console.WriteLine("XML数据：");
Console.WriteLine(xmlData);
​
// 2. 保存到XML文件
salesDataSet.WriteXml("SalesData.xml"); // 仅数据
salesDataSet.WriteXmlSchema("SalesDataSchema.xml"); // 仅结构（Schema）
​
// 3. 从XML文件加载数据
DataSet newDataSet = new DataSet();
newDataSet.ReadXml("SalesData.xml");
newDataSet.ReadXmlSchema("SalesDataSchema.xml"); // 加载结构确保类型正确
Console.WriteLine($"从XML加载的客户表行数：{newDataSet.Tables["Customers"].Rows.Count}");

5. 与数据库同步（结合 DataAdapter）

DataSet的修改可通过DataAdapter批量更新回数据源，利用其状态跟踪功能自动生成增删改命令。

string connectionString = "Server=.;Database=SalesDB;Integrated Security=True;";
​
// 1. 创建DataAdapter（作为DataSet与数据库的桥梁）
using (SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter())
{
    // 设置查询命令（用于从数据库加载数据）
    adapter.SelectCommand = new SqlCommand(
        "SELECT CustomerId, Name, Phone FROM Customers", 
        new SqlConnection(connectionString)
    );
​
    // 自动生成增删改命令（需引用System.Data.SqlClient）
    SqlCommandBuilder cmdBuilder = new SqlCommandBuilder(adapter);
​
    // 2. 从数据库填充DataSet
    DataSet dbDataSet = new DataSet();
    adapter.Fill(dbDataSet, "Customers"); // 填充到"Customers"表
​
    // 3. 在内存中修改数据（模拟用户操作）
    DataTable dbCustomers = dbDataSet.Tables["Customers"];
    dbCustomers.Rows[0]["Phone"] = "13888888888"; // 修改
    dbCustomers.Rows.Add(3, "王五", "13700137000"); // 新增
    dbCustomers.Rows[1].Delete(); // 删除
​
    // 4. 将修改同步回数据库（根据RowState自动执行对应SQL）
    int updatedRows = adapter.Update(dbDataSet, "Customers");
    Console.WriteLine($"成功同步 {updatedRows} 条修改到数据库");
}

五、DataSet 的适用场景与局限性

适用场景：

• 离线数据处理：客户端需在无网络环境下操作数据（如移动应用）。

• 复杂数据关系：需维护多表关联（如订单 - 订单明细 - 客户），并频繁导航数据。

• 批量数据更新：需一次性提交多条增删改操作，减少数据库交互次数。

• 数据缓存：重复使用的数据集可缓存到内存，提升性能。

局限性：

• 内存占用高：数据全部加载到内存，不适合处理百万级以上大数据。

• 数据一致性风险：离线操作可能导致与数据源数据冲突（需额外处理并发）。

• 性能开销 ：相比DataReader（流式读取），初始化和序列化DataSet的开销更大。

六、总结

DataSet是 C# 中处理关系型数据的强大工具，其核心价值在于离线数据管理 和复杂关系维护 。通过与DataTable、DataRelation、DataAdapter等类配合，可构建完整的内存数据模型，灵活支持从数据加载、修改到同步的全流程。在实际开发中，需根据数据量和业务场景选择使用（小批量、多关系数据优先，超大数据量建议用DataReader）。