Dictionary和hashtable用法有點相似,他們都是基於鍵值對的數據集合,但實際上他們內部的實現原理有很大的差異, 先簡要概述一下他們主要的區別,稍後在分析Dictionary內部實現的大概原理。 區別:1,Dictionary支持泛型,而Hashtable不支持。 2,Dictionary沒有裝填因子(Load Facto)概念,當容量不夠時才擴容(擴容跟Hashtable一樣,也是兩倍於當前容量最小素數),Hashtable是“已裝載元素”與”bucket數組長度“大於裝載因子時擴容。 3,Dictionary內部的存儲value的數組按先後插入的順序排序,Hashtable不是。 4,當不發生碰撞時,查找Dictionary需要進行兩次索引定位,Hashtable需一次,。 Dictionary采用除法散列法來計算存儲地址,想詳細了解的可以百度一下,簡單來說就是其內部有兩個數組:buckets數組和entries數組(entries是一個Entry結構數組),entries有一個next用來模擬鏈表,該字段存儲一個int值,指向下一個存儲地址(實際就是bukets數組的索引),當沒有發生碰撞時,該字段為-1,發生了碰撞則存儲一個int值,該值指向bukets數組. 下面跟上次一樣,按正常使用Dictionary時,看內部是如何實現的。 一,實例化一個Dictionary, Dictionary<string,string> dic=new Dictionary<string,string>(); a,調用Dictionary默認無參構造函數。 b,初始化Dictionary內部數組容器:buckets int[]和entries<T,V>[],分別分配長度3。(內部有一個素數數組:3,7,11,17....如圖:); 二,向dic添加一個值,dic.add("a","abc"); a,將bucket數組和entries數組擴容3個長度。 b,計算"a"的哈希值, c,然後與bucket數組長度(3)進行取模計算,假如結果為:2 d,因為a是第一次寫入,則自動將a的值賦值到entriys[0]的key,同理將"abc"賦值給entriys[0].value,將上面b步驟的哈希值賦值給entriys[0].hashCode, entriys[0].next 賦值為-1,hashCode賦值b步驟計算出來的哈希值。 e,在bucket[2]存儲0。 三,通過key獲取對應的value, var v=dic["a"]; a, 先計算"a"的哈希值,假如結果為2, b,根據上一步驟結果,找到buckets數組索引為2上的值,假如該值為0. c, 找到到entriys數組上索引為0的key, 1),如果該key值和輸入的的“a”字符相同,則對應的value值就是需要查找的值。 2) ,如果該key值和輸入的"a"字符不相同,說明發生了碰撞,這時獲取對應的next值,根據next值定位buckets數組(buckets[next]),然後獲取對應buckets上存儲的值在定位到entriys數組上,......,一直到找到為止。 3),如果該key值和輸入的"a"字符不相同並且對應的next值為-1,則說明Dictionary不包含字符“a”。 Dictionary裡的其他方法就不說了,各位可以自己去看源碼,下面來通過實驗來對比Hashtable和Dictionary的添加和查找性能, 1,添加元素速度測評。 循環5次,每次內部在循環10次取平均值,PS:代碼中如有不公平的地方望各位指出,本人知錯就改。 代碼: 復制代碼 static void Main(string[] args) { for (int i = 0; i < 5; i++) { Console.WriteLine(string.Format("第{0}次執行:", i + 1)); Add(); Console.WriteLine("-------華麗的分分隔線---------"); } Console.ReadKey(); } public static void Add() { Hashtable ht = new Hashtable(); Stopwatch st = new Stopwatch(); long ticks1 = 0; for (int j = 0; j < 10; j++) { st.Reset(); st.Start(); for (int i = 0; i < 1000000; i++) { ht.Add(i, i); } st.Stop(); ticks1 += st.ElapsedTicks; ht.Clear(); } Console.WriteLine(string.Format("Hashtable添加:{0}個元素,消耗:{1}", 1000000, ticks1 / 10)); Dictionary<int, int> dic = new Dictionary<int, int>(); ticks1 = 0; for (int j = 0; j < 10; j++) { st.Reset(); st.Start(); for (int i = 0; i < 1000000; i++) { dic.Add(i, i); } st.Stop(); ticks1 += st.ElapsedTicks; dic.Clear(); } Console.WriteLine(string.Format("Dictionary添加:{0}個元素,消耗:{1}", 1000000, st.ElapsedTicks)); } 復制代碼 結果: 通過運行結果來看,HashTable 速度明顯慢於Dictionary,相差一個數量級。我個人分析原因可能為: a,Hashtable不支持泛型,我向你添加的int類型會發生裝箱操作,而Dictionary支持泛型。 b,Hashtable在擴容時會先new一個更大的數組,然後將原來的數據復制到新的數組裡,還需對新數組裡的key重新哈希計算(這可能是最性能影響最大的因素)。而Dictionary不會這樣。 2,查找速度測評(兩種情況:值類型和引用類型) 1 值類型 復制代碼 static void Main(string[] args) { // GetByString(); GetByInt(); Console.ReadKey(); } public static void GetByInt() { //Hashtable Hashtable hs = new Hashtable(); Dictionary<int, int> dic = new Dictionary<int, int>(); for (int i = 0; i < 10000000; i++) { hs.Add(i, i); dic.Add(i, i); } long ticks = 0; Stopwatch st = new Stopwatch(); st.Reset(); for (int i = 0; i < 10; i++) { st.Start(); var result = hs[99999+i]; st.Stop(); ticks += st.ElapsedTicks; st.Reset(); } Console.WriteLine(string.Format("Hashtable查找10次,平均消耗:{0}", (float)ticks / 10)); //Dictionary ticks = 0; st.Reset(); for (int i = 0; i < 10; i++) { st.Start(); var result = dic[i]; st.Stop(); ticks += st.ElapsedTicks; st.Reset(); } Console.WriteLine(string.Format("Dictionary查找10次,平均消耗:{0}", (float)ticks / 10)); } 復制代碼 運行結果 2,引用類型 復制代碼 1 static void Main(string[] args) 2 { 3 GetByString(); 4 5 Console.ReadKey(); 6 } 7 8 public static void GetByString() 9 { 10 //Hashtable 11 Hashtable hs = new Hashtable(); 12 Dictionary<string, string> dic = new Dictionary<string, string>(); 13 14 for (int i = 0; i < 1000000; i++) 15 { 16 hs.Add(i.ToString(), i.ToString()); 17 dic.Add(i.ToString(), i.ToString()); 18 } 19 long ticks = 0; 20 Stopwatch st = new Stopwatch(); 21 st.Reset(); 22 string key = "9999"; 23 for (int i = 0; i < 10; i++) 24 { 25 st.Start(); 26 var result = hs[key]; 27 st.Stop(); 28 ticks += st.ElapsedTicks; 29 st.Reset(); 30 } 31 Console.WriteLine(string.Format("Hashtable查找10次,平均消耗:{0}", (float)ticks / 10)); 32 33 //Dictionary 34 ticks = 0; 35 st.Reset(); 36 for (int i = 0; i < 10; i++) 37 { 38 st.Start(); 39 var result = dic[key]; 40 st.Stop(); 41 ticks += st.ElapsedTicks; 42 st.Reset(); 43 } 44 Console.WriteLine(string.Format("Dictionary查找10次,平均消耗:{0}", (float)ticks / 10)); 45 } 復制代碼 運行結果 根據上面實驗結果可以得出: a,值類型,Hashtable和Dictionary性能相差不大,Hashtable稍微快於Dictionary. b,引用類型:Hashtable速度明顯快於Dictionary。