C# DataSet使用-马育民老师

# 介绍

`DataSet` 是 `System.Data` 命名空间中的核心类，可理解为“内存中的数据库”，用于以包含多个 `DataTable`、表之间的关系（`DataRelation`）以及约束，支持离线数据处理。以下是 `DataSet` 的详细使用指南，涵盖创建、表管理、关系维护、数据操作等全场景：

# 创建与初始化

`DataSet` 本质是一个容器，可容纳多个 `DataTable` 及它们之间的关系，初始化方式如下：

```csharp
using System;
using System.Data;

// 1. 无参构造
DataSet ds1 = new DataSet();

// 2. 指定数据集名称
DataSet ds2 = new DataSet("学校数据集");

// 3. 指定名称和命名空间（用于 XML 序列化）
DataSet ds3 = new DataSet("学校数据集", "http://example.com/school");
```

# 管理 DataTable（添加、移除、复制）

`DataSet` 通过 `Tables` 集合管理内部的 `DataTable`，支持添加、移除、查询等操作。

### 1. 添加 DataTable

```csharp
DataSet ds = new DataSet("学生数据集");

// 方法1：先创建 DataTable，再添加到 DataSet
DataTable studentTable = new DataTable("学生表");
studentTable.Columns.Add("学号", typeof(int));
studentTable.Columns.Add("姓名", typeof(string));
ds.Tables.Add(studentTable);

// 方法2：直接在 DataSet 中创建表（通过 Tables.Add 重载）
DataTable classTable = ds.Tables.Add("班级表"); // 直接添加并命名
classTable.Columns.Add("班级ID", typeof(int));
classTable.Columns.Add("班级名称", typeof(string));

// 方法3：复制现有表到 DataSet（包含结构和数据）
DataTable studentCopy = studentTable.Copy();
studentCopy.TableName = "学生表副本"; // 表名必须唯一
ds.Tables.Add(studentCopy);
```

### 2. 访问与移除 DataTable
```csharp
// 访问表（通过名称或索引）
DataTable dt1 = ds.Tables["学生表"]; // 通过表名（推荐，可读性高）
DataTable dt2 = ds.Tables[0]; // 通过索引（0 为第一个添加的表）

// 移除表
ds.Tables.Remove("学生表副本"); // 通过表名移除
// 或 ds.Tables.RemoveAt(2); // 通过索引移除
```

### 3. 清空数据
```csharp
ds.Clear(); // 清空所有表的数据，但保留表结构和关系
// 若需彻底删除所有表：ds.Tables.Clear();
```

# 表关系（DataRelation）：关联多个 DataTable

`DataSet` 的核心优势之一是支持表之间的关系（类似数据库的外键），通过 `DataRelation` 实现，便于多表联合查询。

### 1. 创建表关系的步骤
```csharp
// 1. 准备主表和子表（假设已添加到 DataSet）
DataTable classTable = ds.Tables["班级表"]; // 主表：班级
DataTable studentTable = ds.Tables["学生表"]; // 子表：学生

// 2. 为主表添加主键（关系依赖主键）
classTable.PrimaryKey = new DataColumn[] { classTable.Columns["班级ID"] };

// 3. 子表添加外键列（与主表主键关联）
studentTable.Columns.Add("班级ID", typeof(int)); // 学生表的外键

// 4. 填充测试数据
classTable.Rows.Add(1, "一班");
classTable.Rows.Add(2, "二班");
studentTable.Rows.Add(101, "张三", 1); // 张三属于一班
studentTable.Rows.Add(102, "李四", 2); // 李四属于二班
studentTable.Rows.Add(103, "王五", 1); // 王五属于一班

// 5. 创建关系（主表列 -> 子表列）
DataRelation classStudentRelation = new DataRelation(
    "班级_学生关系", // 关系名称（唯一）
    classTable.Columns["班级ID"], // 主表关联列（必须是主键或唯一列）
    studentTable.Columns["班级ID"], // 子表关联列（外键）
    false // 是否创建约束（true 则子表外键必须存在于主表，类似数据库外键约束）
);

// 6. 将关系添加到 DataSet
ds.Relations.Add(classStudentRelation);
```

### 2. 通过关系查询关联数据
```csharp
// 示例1：通过主表行获取子表所有关联行（如“一班”的所有学生）
DataRow classRow = classTable.Rows.Find(1); // 查找“一班”
// 获取子表关联行（通过关系名）
DataRow[] studentsInClass = classRow.GetChildRows("班级_学生关系");
foreach (DataRow studentRow in studentsInClass)
{
    Console.WriteLine($"学生：{studentRow["姓名"]}，学号：{studentRow["学号"]}");
}
// 输出：
// 学生：张三，学号：101
// 学生：王五，学号：103

// 示例2：通过子表行获取主表关联行（如“张三”所属的班级）
DataRow studentRow = studentTable.Rows.Find(101); // 查找“张三”
// 获取主表关联行
DataRow classOfStudent = studentRow.GetParentRow("班级_学生关系");
Console.WriteLine($"张三所属班级：{classOfStudent["班级名称"]}"); // 输出：一班
```

# 数据操作（添加、修改、删除）

`DataSet` 中的数据操作本质是对内部 `DataTable` 的行操作，与 `DataTable` 的行操作一致，但可跨表联动。

### 1. 跨表添加数据
```csharp
// 向班级表添加新班级
classTable.Rows.Add(3, "三班");

// 向学生表添加三班的学生（外键关联）
studentTable.Rows.Add(104, "赵六", 3);
```

### 2. 修改与删除数据（含关系约束）
若创建关系时启用了约束（`createConstraints: true`），删除主表数据时需先处理子表依赖数据，否则会抛出异常：

```csharp
// 若关系启用了约束（createConstraints: true），直接删除主表行会报错
// 需先删除子表关联数据，再删除主表行：
DataRow classRow = classTable.Rows.Find(3); // 三班
// 1. 先删除三班的所有学生（子表数据）
foreach (DataRow studentRow in classRow.GetChildRows("班级_学生关系"))
{
    studentRow.Delete();
}
// 2. 再删除三班（主表数据）
classRow.Delete();

// 确认所有删除（对 DataSet 中所有表生效）
ds.AcceptChanges();
```

# 约束管理（确保数据完整性）

`DataSet` 支持通过 `Constraints` 集合添加表级约束（如唯一约束、外键约束），与数据库约束类似。

```csharp
// 1. 为学生表添加唯一约束（学号不可重复）
UniqueConstraint uc = new UniqueConstraint("学号唯一", studentTable.Columns["学号"]);
studentTable.Constraints.Add(uc);

// 2. 为班级表添加检查约束（班级名称不为空）
CheckConstraint cc = new CheckConstraint("班级名称非空", "班级名称 IS NOT NULL");
classTable.Constraints.Add(cc);

// 若添加违反约束的数据，会抛出 ConstraintException
```

# 导入与导出数据（XML/数据库）

`DataSet` 支持与 XML 互转，也可通过数据适配器（`DataAdapter`）与数据库交互。

### 1. 与 XML 互转
```csharp
// 导出 DataSet 到 XML（包含结构和数据）
ds.WriteXml("school_data.xml");

// 仅导出结构（XML Schema）
ds.WriteXmlSchema("school_schema.xml");

// 从 XML 导入数据到 DataSet
DataSet dsFromXml = new DataSet();
dsFromXml.ReadXml("school_data.xml"); // 自动创建表结构并填充数据
```

### 2. 与数据库交互（通过 DataAdapter）
```csharp
// 示例：从 SQL Server 加载数据到 DataSet
using System.Data.SqlClient;

string connectionString = "Server=.;Database=TestDB;Integrated Security=True;";
string sql = "SELECT * FROM 班级表; SELECT * FROM 学生表;"; // 一次查询多表

using (SqlConnection conn = new SqlConnection(connectionString))
{
    SqlDataAdapter adapter = new SqlDataAdapter(sql, conn);
    DataSet dsDB = new DataSet();
    adapter.Fill(dsDB); // 自动将多表结果填充到 DataSet（表名默认 Table、Table1...）
    
    // 重命名表（可选）
    dsDB.Tables[0].TableName = "班级表";
    dsDB.Tables[1].TableName = "学生表";
}

// 示例：将 DataSet 修改后的数据更新到数据库
adapter.Update(dsDB); // 自动提交新增/修改/删除的数据
```

# 高级功能：事务与版本控制

`DataSet` 内部维护数据的版本信息（原始值、当前值），支持事务性提交。

### 1. 数据版本（查看修改痕迹）
```csharp
// 修改一行数据
DataRow row = studentTable.Rows[0];
row["姓名"] = "张三丰"; // 修改后

// 查看原始值和当前值
Console.WriteLine("原始姓名：" + row["姓名", DataRowVersion.Original]); // 张三
Console.WriteLine("当前姓名：" + row["姓名", DataRowVersion.Current]); // 张三丰

// 取消修改（恢复原始值）
row.RejectChanges();
```

### 2. 事务提交（批量确认修改）
```csharp
// 批量修改数据
foreach (DataRow row in studentTable.Rows)
{
    row["姓名"] = row["姓名"] + "_修改";
}

// 确认所有修改（对整个 DataSet 生效）
ds.AcceptChanges(); // 此时 Original 值更新为 Current 值

// 或取消所有未确认的修改
// ds.RejectChanges();
```

# 性能优化

1. **批量操作时禁用约束和事件**  
   大量数据处理时，临时关闭约束和事件提升效率：
```csharp
ds.EnforceConstraints = false; // 禁用约束检查
// 执行批量添加/修改操作...
ds.EnforceConstraints = true; // 恢复约束检查
```

2. **使用 DataView 筛选数据**  
   对 `DataSet` 中的表创建 `DataView`，支持高效筛选和排序：
```csharp
DataView dv = new DataView(studentTable);
dv.RowFilter = "班级ID = 1"; // 筛选一班学生
dv.Sort = "学号 ASC"; // 按学号升序
```

3. **按需加载表**  
   避免一次性加载过多表，仅加载当前需要的表和数据。

# 常见异常与解决

| 异常类型               | 可能原因                                  | 解决方法                                  |
|------------------------|-------------------------------------------|-------------------------------------------|
| `DuplicateNameException` | 表名重复或关系名重复                      | 确保 `TableName` 和关系名唯一             |
| `ConstraintException`   | 违反约束（如外键不存在、唯一键重复）      | 检查数据是否符合约束，或临时禁用约束      |
| `NoNullAllowedException` | 向不允许为空的列插入 null                 | 确保列值不为 null，或修改 `AllowDBNull` 属性 |
| `InvalidConstraintException` | 关系中主表列不是主键或唯一列              | 确保主表关联列是主键或设置了 `Unique = true` |

# 总结
`DataSet` 是一个功能完整的内存数据容器，适合以下场景：
- 离线数据处理（断开数据库连接后操作）
- 多表关联数据管理（如订单-订单明细）
- 数据缓存（减少数据库访问）
- 复杂数据结构的 XML 序列化/反序列化

通过 `DataTable`、`DataRelation` 和约束的配合，`DataSet` 可模拟数据库的核心功能，是 .NET 中处理结构化数据的重要工具。

原文出处：http://www.malaoshi.top/show_1GW26dkqOGQz.html