游戏开发 dictionary 源码解析

 

Dictionary是我们经常使用的，一起来看看它是如何构造的，及有哪些优缺点。

Dictionary是一种键值对的形式存放数据，即 key值 、value 值 一 一映射的。key的类型没有限制，可以是整数、字符串甚至是实例对象。

Dictionary的实现原理，有两个关键的算法，Hash算法 和 解决Hash 碰撞冲突 的算法。key value的映射关系用的就是Hash函数来建立的。

Hash算法：

Hash算法是一种数字摘要算法，将不定长度的二进制数据集给映射到一个较短的二进制长度数据集。常见的MD5算法就是一种Hash算法，通过MD5算法 对任何数据生成数字摘要。实现Hash算法的函数 成为Hash函数。

对于实例对象和字符串来说，它们没有直接的数字作为Hash标准，因此它们需要通过内存地址计算一个Hash值，计算这个内存对象的函数也就是Hash函数。

Hash函数：

Hash函数有很多种算法，最简单的就是 除留余数法【模（Mod）的操作】，取key 被某个不大于散列表 表长m的数p 除后所得余数作为散列地址。即 hash_key =  key % p  ， p<=m。

Hash函数有以下特征：

1.相同的key 进行Hash计算，得到的结果一定是同一Hash地址。HashFunc(Key1） == HashFunc(Key1)。

2.不相同的key 进行Hash计算，得到的结果也可能是同一Hash地址。key1 != key2  = >  HashFunc(Key1）== HashFunc(Key2)。【这种现象称之为Hash冲突】

Hash冲突：

处理Hash冲突的方法中，通常有开放定址法、再Hash法、链地址法、建立一个公共溢出区等。Dictionary使用的是 链地址法 又称 拉链法。

下图 Hash冲突示意图：

Sandra Dee  和  John Smith 通过hash函数 运算后都落到了02的位置，产生了碰撞和冲突。

 拉链法：将产⽣冲突的元素建⽴⼀个单链表，并将头指针地址存储⾄Hash表对应桶的位置。这样定位到Hash桶的位置后可通过遍历单链表的形式来查找元素。

数组内的元素通过next（下一个元素的索引）形成一个单链表。

Hash桶：

是解决哈希表而引入的一个概念 ，为每一个hashCode 建立一个桶，桶里面放着一个数组（如上图 数组enteries）。

Dictionary 接口：

1.变量定义

 从定义可知，字典的实现底层数据结构依靠的是数组。

Add方法：

　　　　　　

  

桶数量：
if (buckets == null) Initialize(0); 初始化桶

在初始化Hash桶数量的时候，若未自定义数量，首次分配3个。如果我们自定义了数量，自定义的值  会再根据 primes 数组进行计算，得出到底使用多大的桶数量。

比如 实例化字典 自定义数量 3：

System.Collections.Generic.Dictionary dic = new System.Collections.Generic.Dictionary(3);

Resize();扩容

 Remove方法：

 

 ContainsKey 、TryGetValue 方法，源码贴出，比较简单，不做解析。

 总结：

Dictionary由数组构成，Hash函数作为地址构建，拉链法解决Hash冲突。Dictionary也是线程不安全的，因此在多线程访问的时候，需要自行加lock处理。