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c#题例-2025-06-23 05:12:25

好的!以下是一道专家级别的 C# 程序员逻辑面试题,涉及多线程、性能优化和内存管理等高级主题:

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### 面试题:实现一个线程安全的缓存系统

**问题描述:**

你需要设计并实现一个线程安全的缓存系统 `SafeCache`. 该缓存系统应该支持以下功能:

1. **添加元素**:能够将键值对存储到缓存中。
2. **获取元素**:根据键获取对应的值。如果键不存在,则返回默认值(`default(T)`)。
3. **删除元素**:根据键删除对应的值。
4. **过期机制**:每个存储的值可以设置一个过期时间(以秒为单位),超过这个时间后,该值自动从缓存中移除。
5. **线程安全**:确保在多线程环境下,缓存的操作是安全的。

**要求:**
- 使用 C# 的并发集合(如 `ConcurrentDictionary`)或其他合适的工具来实现线程安全性。
- 实现过期机制时,尽量避免使用定时器(`Timer`),而是采用更高效的方式。
- 考虑内存占用和性能优化。

**接口定义:**

```csharp
public class SafeCache
{
public void Add(string key, T value, int expirationInSeconds);
public T Get(string key);
public bool Remove(string key);
}
```

**示例用法:**

```csharp
var cache = new SafeCache();
cache.Add("key1", "value1", 10); // 添加一个键值对,有效期为10秒
Console.WriteLine(cache.Get("key1")); // 输出 "value1"
Thread.Sleep(11000); // 等待11秒
Console.WriteLine(cache.Get("key1")); // 输出 null,因为已过期
cache.Remove("key1"); // 手动删除
```

**提示:**
- 可以考虑使用 `Lazy` 或者 `Task.Delay` 来实现过期机制。
- 注意不要让过期检查影响主程序的性能。

---

这道题目考察了以下几个方面:
1. 对 C# 并发集合的理解和使用(如 `ConcurrentDictionary`)。
2. 多线程环境下的数据一致性问题。
3. 性能优化和内存管理能力。
4. 设计模式的应用(如延迟加载或任务调度)。

希望这道题目能够满足你的需求!如果有需要进一步解释的地方,请随时告诉我。

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