在框架中,字典的选择要比列表少得多。只有三个主流的非并发 IDictionary<TKey, TValue> 实现,此外还有 ExpandoObject (第14章已介绍过)、 ConcurrentDictionary (将 在介绍其他并发集合时介绍)和 RouteValueDictionary (用于路由Web请求,特别是在ASP.NET MVC中)也实现了该接口。

  注意,字典的主要目的在于为值提供有效的键查找。

B.3.1  Dictionary<TKey, TValue>

  如果没有特殊需求, Dictionary<TKey, TValue> 将是字典的默认选择,就像 List<T> 是 列表的默认实现一样。它使用了散列表,可以实现有效的查找(参见http://mng.bz/qTdH),虽然 这意味着字典的效率取决于散列函数的优劣。可使用默认的散列和相等函数(调用键对象本身的 Equals 和 GetHashCode ),也可以在构造函数中指定 IEqualityComparer<TKey> 作为参数。 最简单的示例是用不区分大小写的字符串键实现字典,如代码清单B-1所示。

            var comparer = StringComparer.OrdinalIgnoreCase;
var dict = new Dictionary<string, int>(comparer);
dict["Test"] = ;
Console.WriteLine(dict["test"]);

  尽管字典中的键必须唯一,但散列码并不需要如此。两个不等的键完全有可能拥有相同的散 列码;这就是散列冲突(hash collision) ① ,尽管这多少会降低字典的效率,但却可以正常工作。 如果键是易变的,并且散列码在插入后发生了改变,字典将会失败。易变的字典键总是一个坏主 意,但如果确实不得不使用,则应确保在插入后不会改变。

  散列表的实现细节是没有规定的,可能会随时改变,但一个重要的方面可能会引起混淆:尽 管 Dictionary<TKey, TValue> 有时可能会按顺序排列,但无法保证总是这样。如果向字典添加 了若干项然后迭代,你会发现项的顺序与插入时相同,但请不要信以为真。有点不幸的是,刻意 添加条目以维持排序的实现可能会很怪异,而碰巧自然扰乱了排序的实现则可能带来更少的混淆。

  与 List<T> 一样, Dictionary<TKey, TValue> 将条目保存在数组中,并在必要的时候进 行扩充,且扩充的平摊复杂度为O(1)。如果散列合理,通过键访问的复杂度也为O(1);而如果所 有键的散列码都相等,由于要依次检查各个键是否相等,因此最终的复杂度为O(n)。在大多数实 际场合中,这都不是问题。

B.3.2  SortedList<TKey, TValue> 和 SortedDictionary<TKey, TValue>

  乍一看可能会以为名为 SortedList<,> 的类为列表,但实则不然。这两个类型都是字典, 并且谁也没有实现 IList<T> 。如果取名为 ListBackedSortedDictionary 和 TreeBacked- SortedDictionary 可能更加贴切,但现在改已经来不及了。

  这两个 类有很多共 同点:比较 键时都使用 IComparer<TKey> 而 不是 IEquality- Comparer<TKey> ,并且键是根据比较器排好序的。在查找值时,它们的性能均为O(log n),并 且都能执行二进制搜索。但它们的内部数据结构却迥然不同: SortedList<,> 维护一个排序的 条 目 数 组 , 而 SortedDictionary<,> 则 使 用 的 是 红 黑 树 结 构 ( 参 见 维 基 百 科 条 目 http://mng.bz/K1S4)。这导致了插入和移除时间以及内存效率上的显著差异。如果要创建一个排 序的字典, SortedList<,> 将被有效地填充,想象一下保持 List<T> 排序的步骤,你会发现向 列表末尾添加单项是廉价的(若忽略数组扩充的话将为O(1)),而随机添加项则是昂贵的,因为 涉及复制已有项(最糟糕的情况是O(n))。向 SortedDictionary<,> 中的平衡树添加项总是相 当廉价(复杂度为O(log n)),但在堆上会为每个条目分配一个树节点,这将使开销和内存碎片比 使用 SortedList<,> 键值条目的数组要更多。

  这两种集合都使用单独的集合公开键和值,并且这两种情况下返回的集合都是活动的,因为 它们将随着基础字典的改变而改变。但 SortedList<,> 公开的集合实现了 IList<T> ,因此可以 使用排序的键索引有效地访问条目。

  我不想因为谈论了这么多关于复杂度的内容而给你造成太大困扰。如果不是海量数据,则可 不必担心所使用的实现。如果字典的条目数可能会很大,你应该仔细分析这两种集合的性能特点, 然后决定使用哪一个。

B.3.3  ReadOnlyDictionary<TKey, TValue>

  熟悉了B.2.5节中介绍的 withReadOnlyCollection<T> 后, ReadOnlyDictionary<TKey, TValue> 应该也不会让你感到特别意外。 ReadOnlyDictionary<TKey, TValue> 也只是一个 围绕已有集合(本例中指 IDictionary<TKey, TValue> )的包装器而已,可隐藏显式接口实 现后所有发生变化的操作,并且在调用时抛出 NotSupportedException 。

  与只读列表相同, ReadOnlyDictionary<TKey, TValue> 的确只是一个包装器;如果基 础集合(传入构造函数的集合)发生变化,则这些修改内容可通过包装器显现出来。

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