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C#集合--Dictionary(1)

关键词:集合Dictionary  阅读(1436) 赞(11)

[摘要]本文是对C#集合--Dictionary的讲解,与大家分享。

字典(dictionary)是一个集合,其中每个元素都是一个键/值对。字典(Dictionaries)是常用于查找和排序的列表。

.NET Framework通过IDictionary接口和IDictionary<TKey,TValue>接口,以及一些常用的子典了定义了子典协议。每个类在以下方面各有不同:

  • 元素是否已经排序
  • 元素是否能通过索引或键来获取
  • 字典类是generic的还是非generic的
  • 当字段较大时,根据键值获取元素速度的快慢

下表总结了每个字典类,以及它们在上述这几个方面的差异。它们都是在一个1.5G的PC上执行5000次操作得到的一个平均值。

Type 内部结构 支持索引 内存占用 随机插入的速度(毫秒) 顺序插入的速度(毫秒) 根据键获取元素的速度(毫秒)
未排序字典
Dictionary<T,V> 哈希表 22 30 30 20
Hashtable 哈希表 38 50 50 30
ListDictionary 链表 36 50000 50000 50000
OrderedDictionary 哈希表
+数组
59 70 70 40
排序字典
SortedDictionary<K,V> 红黑树 20 130 100 120
SortedList<K,V> 2xArray 20 3300 30 40
SortList 2xArray 27 4500 100 180

从时间复杂度来讲,从字典中通过键获取值所耗费的时间分别如下:

  • Hashtable, Dictionary和OrderedDictionary的时间复杂度为O(1)
  • SortedDictionary和SortList的时间复杂度为O(logN)
  • ListDictinary的时间复杂度为O(n)

n是集合元素的数量。

IDictionary<TKey, TValue>

IDictionary<TKey,Tvalue>指定了所有以key/value为基础集合的标准协议。由于它添加了方法和属性用以通过键读取元素,从而扩展了ICollection<T>接口:

public interface IDictionary <TKey, TValue> :
ICollection <KeyValuePair <TKey, TValue>>, IEnumerable
{
bool ContainsKey (TKey key);
bool TryGetValue (TKey key, out TValue value);
void Add (TKey key, TValue value);
bool Remove (TKey key);
TValue this [TKey key] { get; set; } // Main indexer - by key
ICollection <TKey> Keys { get; } // Returns just keys
ICollection <TValue> Values { get; } // Returns just values
}

向字典中添加一个元素,你可以调用add方法,或者通过索引器的set方法;对于后者,如果添加元素的键在字段中不存在,那么把该元素插入到字典中;否则更新字典中相同键对应的值。所有的字典实现类都不接受重复键,所以两次调用add方法时使用相同键则会抛出异常。

从字段中获取一个元素,可以使用索引器的get方法或者调用TryGetValue方法。如果键不存在,使用索引器方法会抛出异常,而TryGetValue返回false。你可通过ContainsKey方法来确认某一个键是否在字典中存在;但是这样会导致额外的查询开销。

可以通过KeyValuePari结构来遍历IDictionary<TKey,TValue>。

[Serializable]
public struct KeyValuePair<TKey, TValue> {
    private TKey key;
    private TValue value;

    public KeyValuePair(TKey key, TValue value) {
        this.key = key;
        this.value = value;
    }

    public TKey Key {
        get { return key; }
    }

    public TValue Value {
        get { return value; }
    }

    public override string ToString() {
        StringBuilder s = StringBuilderCache.Acquire();
        s.Append('[');
        if( Key != null) {
            s.Append(Key.ToString());
        }
        s.Append(", ");
        if( Value != null) {
           s.Append(Value.ToString());
        }
        s.Append(']');
        return StringBuilderCache.GetStringAndRelease(s);
    }
}

当然,你也可以通过字典的Keys或Values属性遍历字典的所有键或值。在Dictionary类中,将演示该接口是如何使用的。

IDictionary

IDictionary是非generic的字典接口;与IDictionary<TKey, TValue>比较有两处不同:

  1. 如果获取的对象不存在,返回null,不会抛出异常
  2. 使用Contains方法以测试一个成员是否在字典中存在,而不是ContainsKey方法
public interface IDictionary : ICollection
{
    // Interfaces are not serializable
        // The Item property provides methods to read and edit entries 
        // in the Dictionary.
    Object this[Object key] {
            get;
            set;
        }

    // Returns a collections of the keys in this dictionary.
    ICollection Keys {
            get;
        }

    // Returns a collections of the values in this dictionary.
    ICollection Values {
            get;
        }

    // Returns whether this dictionary contains a particular key.
        //
    bool Contains(Object key);

    // Adds a key-value pair to the dictionary.
        // 
    void Add(Object key, Object value);

    // Removes all pairs from the dictionary.
    void Clear();

    bool IsReadOnly 
        { get; }

    bool IsFixedSize
        { get; }

    // Returns an IDictionaryEnumerator for this dictionary.
    new IDictionaryEnumerator GetEnumerator();

    // Removes a particular key from the dictionary.
        //
    void Remove(Object key);
}

通过DictionaryEntry接口来遍历非generic的字典

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