【C#】Dictionary和List泛型比较

     这几天做项目被一个问题难倒了，不知如何去动手，问了师哥有点小小的收获，给我普及了一下C#中dictionary的用法；我们以前做项目的时候用到最多的就是list泛型，来讲一讲两者的比较吧。

 【Dictionary】

     在C#中,Dictionary提供快速的基于兼职的元素查找。他的结构是这样的：Dictionary<[key], [value]> ，当你有很多元素的时候可以使用它。它包含在System.Collections.Generic名空间中。在使用前，你必须声明它的键类型和值类型。

   Dictionary的描述

  1、从一组键（Key）到一组值（Value）的映射，每一个添加项都是由一个值及其相关连的键组成

  2、任何键都必须是唯一的
  3、键不能为空引用null（VB中的Nothing），若值为引用类型，则可以为空值
  4、Key和Value可以是任何类型（string，int，custom class 等）

  Dictionary常用用法：

   以 key 的类型为 int , value的类型为string 为例
 1、创建及初始化：   

DictionarymyDictionary=newDictionary();

 2、添加元素

myDictionary.Add(1,"C#");
myDictionary.Add(2,"C++");
myDictionary.Add(3,"ASP.NET");
myDictionary.Add(4,"MVC");

3、通过Key查找元素

  if(myDictionary.ContainsKey(1))
{
      Console.WriteLine("Key:{0},Value:{1}","1", myDictionary[1]);
 }

 4、通过KeyValuePair遍历元素

foreach(KeyValuePairkvp in myDictionary)
{
   Console.WriteLine("Key = {0}, Value = {1}",kvp.Key, kvp.Value);
}

5、仅遍历键 Keys 属性

Dictionary.KeyCollection keyCol=myDictionary.Keys;

foreach(intkeyinkeyCol)
{
    Console.WriteLine("Key = {0}", key);
}

6、仅遍历值 Valus属性

Dictionary.ValueCollection valueCol=myDictionary.Values;

foreach(stringvalueinvalueCol)
.{
     Console.WriteLine("Value = {0}", value);
}

7、通过Remove方法移除指定的键值

myDictionary.Remove(1);

if(myDictionary.ContainsKey(1))
{
 　Console.WriteLine("Key:{0},Value:{1}","1", myDictionary[1]);
}
else{
     Console.WriteLine("不存在 Key : 1");
 }

【比较】

 下面是一个小的程序只是为说明List和Dictionary效率的差别。

/// 

    /// 集合类效率测试
    /// 
    public class SetEfficiencyTest
    {
        static List todayList = InitTodayData();
        static List historyList = InitHisoryData();

        public static void Run()
        {
            CodeTimer.Time("ListTest", 1, ListTest);
            CodeTimer.Time("DictionaryTest", 1, DictionaryTest);
        }

        public static void ListTest()
        {
            List resultList = todayList.FindAll(re =>
             {
                 if (historyList.Exists(m => m.UserID == re.UserID && m.BookID == re.BookID))
                 {
                     return false;
                 }
                 return true;
             });
        }

        public static void DictionaryTest()
        {
            Dictionary> bDic = new Dictionary>();
            foreach (TestModel obj in historyList)
            {
                if (!bDic.ContainsKey(obj.UserID))
                {
                    bDic.Add(obj.UserID, new List());
                }
                bDic[obj.UserID].Add(obj.BookID);
            }

            List resultList = todayList.FindAll(re =>
            {
                if (bDic.ContainsKey(re.UserID) && bDic[re.UserID].Contains(re.BookID))
                {
                    return false;
                }
                return true;
            });
        }

        /// 

        /// 初始化数据（今日）
        /// 
        /// 
        public static List InitTodayData()
        {
            List list = new List();
            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                list.Add(new TestModel() { UserID = i, BookID = i.ToString() });
            }
            return list;
        }

        /// 

        /// 初始化数据（历史）
        /// 
        /// 
        public static List InitHisoryData()
        {
            List list = new List();
            Random r = new Random();
            int loopTimes = 60000;
            for (int i = 0; i < loopTimes; i++)
            {
                list.Add(new TestModel() { UserID = r.Next(0, loopTimes), BookID = i.ToString() });
            }
            return list;
        }

        /// 

        /// 测试实体
        /// 
        public class TestModel
        {
            /// 

            /// 用户ID
            /// 
            public int UserID { get; set; }

            /// 

            /// 书ID
            /// 
            public string BookID { get; set; }
        }
    }

     输出如下：

         
      真是想不到，两者效率相差这么多。接下来研究下两者差异巨大的原因。

  List.Exists()函数的实现：

public bool Exists(Predicate match)
        {
            return this.FindIndex(match) != -1;
        }
  
        public int FindIndex(Predicate match)
        {
            return this.FindIndex(0, this._size, match);
        }
        public int FindIndex(int startIndex, int count, Predicate match)
        {
            if (startIndex > this._size)
            {
                ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.startIndex, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_Index);
            }
            if (count < 0 || startIndex > this._size - count)
            {
                ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.count, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_Count);
            }
            if (match == null)
            {
                ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.match);
            }
            int num = startIndex + count;
            for (int i = startIndex; i < num; i++)
            {
                if (match(this._items[i]))
                {
                    return i;
                }
            }
            return -1;
        }

   List.Exists 本质是通过循环查找出该条数据，每一次的调用都会重头循环，所以效率很低。显然，这是不可取的。     

  Dictionary.ContainsKey()函数的实现：

public bool ContainsKey(TKey key)
        {
            return this.FindEntry(key) >= 0;
        }

        // System.Collections.Generic.Dictionary
        private int FindEntry(TKey key)
        {
            if (key == null)
            {
                ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.key);
            }
            if (this.buckets != null)
            {
                int num = this.comparer.GetHashCode(key) & 2147483647;
                for (int i = this.buckets[num % this.buckets.Length]; i >= 0; i = this.entries[i].next)
                {
                    if (this.entries[i].hashCode == num && this.comparer.Equals(this.entries[i].key, key))
                    {
                        return i;
                    }
                }
            }
            return -1;
        }

     Dictionary.ContainsKey() 内部是通过Hash查找实现的，所以效率比List高出很多。  

【总结】

    1.如果需要非常快地添加、删除和查找项目，而且不关心集合中项目的顺序，那么首先应该考虑使Dictionary
    2.如果您的使用模式很少需要删除和大量添加，而重要的是保持集合的顺序，那么您仍然可以选择 List。
    3.如果需要在实现快速插入的同时保持顺序，那么使用新的 LinkedList 集合可帮助您提高性能。