笔记：C#_数据结构_性能对比:List、LinkedList、Dictionary

导言

空间vs时间

要想功能多，操作灵活，势必就会速度慢！
所有的数据结构都在极限灵活性和极限速度之间徘徊。

鱼：灵活性 VS 熊：性能

返回：船坞

1. ArrayList （List：前传）

ArrayList

是一个特殊数组，
通过添加和删除元素就可以动态改变数组的长度。

ArrayList集合相对于数组的优点：

支持自动改变大小，
可以灵活的插入元素，
可以灵活的删除元素，
可以灵活的访问元素。

ArrayList 自身缺陷：

ArrayList只支持一维，
并且查询和检索的速度较慢。

简而言之

灵活性提升，速度不足。

在C#中数据类型分为两类：值类型和引用类型。

值类型

int ，bool， char， double， enum， struct， DateTime等
都是值类型

引用类型

string，Array，class集合 等都是引用类型。

值类型和引用类型的重要特征如下：

差别：

值类型的长度固定，
而引用类型的长度不固定

数据存储：

如果是值类型直接存储在栈中（局部变量），
如果是引用类型，先把数据存储在堆中，然后把堆的地址存储在栈中。

object类:所有类的基类

所有的数据类型都可以转换成object类，
ArrayList 在存储的时候全被转换成object类型存储
这就是为什么ArrayList既可以存储值类型，也可以存储引用类型。

灵活性 换 性能：

当然这也是ArrayList的一个缺点，
由于存储的时候需要把值类型封装成object类型，
取出来的时候需要再把object类型再转换成值类型，
这一装箱和拆箱的过程非常消耗性能。
正所谓，鱼与熊掌，不可兼得。

扩展阅读

装箱：

由值类型封装成object类型的过程称为装箱。

拆箱：

由object类型转换成值类型的过程称为拆箱。

To Top

2. List

传承：

List 继承了ArrayList的特点，高灵活性。

改进：

基于ArrayList低性能的弱点，我们进行了改进！
在声明时需要指定类型，避免装箱拆箱操作，提升性能。
只是多写个就极大提高了速度，何乐而不为。

特点：

拥有索引，可进行排序，修改等等。

To Top

3. LinkedList

新的问题：

ArrayList或者List虽说灵活性很好，
但都有个缺陷，插入元素或者移除元素时速度较慢，
因为存在：后续元素的位置变化！

厌恶真空：

中间一旦有人缺席，所有人都要前移去补位，牵一发动全身，
因此，没事千万别往ArrayList和List中间踢人或插队。
避免造成连锁反应，途耗性能！

解决方案：

LinkedList每个元素记录下一个元素的位置，
插入或者移除元素时只需要修改标记即可，
不用移动后面的元素，大大提高了效率。

使用方法

ArrayList vs Lis vs LinkedList：

尽量避免用ArrayList，多线程时候可以用ConcurrentBag代替。
插入、删除较多用LinkedList，否则用List。

包(Bag)包可包含重复元素(此处对应List)。
集(Set)集中不能包含重复元素。

To Top

4. HashTable

key-value组合，可以添加不同类型的数据，取出之后需要转换成对应类型

　　Hashtable hashtable = new Hashtable();
　　　　
　　hashtable.Add("Name", "HadsNyx");
　　hashtable.Add("age", 25);
　　return hashtable;

HashTable线程安全，允许单线程写入，多线程读取。

To Top

5. Dictionary

key-value组合，必须指定数据类型

特点：

速度较快，不必装箱拆箱
非线程安全（即使这样，也可以用ConcurrentDictionary代替）

HashTable vs Dictionary :

Dictionary效率高，但是人为lock保持线程安全时效率反而低下。
多线程编程用ConcurrentDictionary，只有单线程用Dictionary。

优化小技巧：

由于Dictionary有底层，有桶和链表结构，
有时候将List转为Dictionary进行操作，
(用主键作为key，保证无重复元素)，反而效率更高。

To Top

6. 回顾

性能排序：

插入性能： LinkedList > Dictionary > HashTable > List
遍历性能：List > LinkedList > Dictionary > HashTable
删除性能： Dictionary > LinkedList > HashTable > List

统计：

Dictionary，3项性能都在前三的位置
LinkedList，3项性能都在前二的位置

小结：

在修改较频繁，且查找和删除也较多时，首选LinkedList,
在主要以删除为主，插入为辅，且查找较少时，首选Dictionary，
在查找频繁，而又无需修改的情况下，则首选List。

总结：(干货，直接来这里)

这里给出笔者结论：

只查找，首选List；
插入为主，查找和删除为辅，首选LinkedList；
删除为主，查找和插入为辅，首选Dictionary；
注意：是插入不是新增，新增大家没多大区别。

To Top

扩展阅读

HashSet和SortedSet

HashSet和SortedSet都属于集

Set:元素不可重复

加入重复元素时并不会报错。

SortedSet还有排序的功能

例如：加入1、3、2，foreach会得到1、2、3

导航图：(右键新窗口中打开，否则404)

Created with Raphaël 2.2.0 开始 array 数组 arraylist 动态数组 list 列表 queue 队列 stack 堆栈 linkedlist 链表 hashtable 哈希表 dictionary 字典 SortedList 排序列表 SortedDictionary 排序字典 hashset 哈希集 sortedset 排序集 结束

To Top