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了解Dictionary的開發(fā)人員都了解，和List相比，字典添加會(huì)慢，但是查找會(huì)比較快，那么Dictionary是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
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Dictionary的構(gòu)造
下面的代碼我看看Dictionary在構(gòu)造時(shí)都做了什么：
private void Initialize(int capacity)
{
int prime = HashHelpers.GetPrime(capacity);
this.buckets = new int[prime];
for (int i = 0; i < this.buckets.Length; i++)
{
this.buckets[i] = -1;
}
this.entries = new Entry
this.freeList = -1;
}
我們看到，Dictionary在構(gòu)造的時(shí)候做了以下幾件事：
-
初始化一個(gè)this.buckets = new int[prime]
-
初始化一個(gè)this.entries = new Entry
-
Bucket和entries的容量都為大于字典容量的一個(gè)最小的質(zhì)數(shù)
其中this.buckets主要用來進(jìn)行Hash碰撞，this.entries用來存儲(chǔ)字典的內(nèi)容，并且標(biāo)識(shí)下一個(gè)元素的位置。
我們以Dictionary
首先，我們構(gòu)造一個(gè):
Dictionary
初始化后：
添加元素時(shí)，集合內(nèi)部Bucket和entries的變化
Test.Add(4,”4″)后：
根據(jù)Hash算法： 4.GetHashCode()%7= 4,因此碰撞到buckets中下標(biāo)為4的槽上，此時(shí)由于Count為0，因此元素放在Entries中第0個(gè)元素上，添加后Count變?yōu)?
Test.Add(11,”11″)
根據(jù)Hash算法 11.GetHashCode()%7=4,因此再次碰撞到Buckets中下標(biāo)為4的槽上，由于此槽上的值已經(jīng)不為-1，此時(shí)Count=1，因此把這 個(gè)新加的元素放到entries中下標(biāo)為1的數(shù)組中，并且讓Buckets槽指向下標(biāo)為1的entries中，下標(biāo)為1的entry之下下標(biāo)為0的 entries。
Test.Add(18,”18″)
我們添加18，讓HashCode再次碰撞到Buckets中下標(biāo)為4的槽上，這個(gè)時(shí)候新元素添加到count+1的位置，并且Bucket槽指向 新元素，新元素的Next指向Entries中下標(biāo)為1的元素。此時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)所有hashcode相同的元素都形成了一個(gè)鏈表，如果元素碰撞次數(shù)越多，鏈 表越長。所花費(fèi)的時(shí)間也相對(duì)較多。
Test.Add(19,”19″)
再次添加元素19，此時(shí)Hash碰撞到另外一個(gè)槽上，但是元素仍然添加到count+1的位置。
刪除元素時(shí)集合內(nèi)部的變化
Test.Remove(4)
我們刪除元素時(shí)，通過一次碰撞，并且沿著鏈表尋找3次，找到key為4的元素所在的位置，刪除當(dāng)前元素。并且把FreeList的位置指向當(dāng)前刪除元素的位置，F(xiàn)reeCount置為1
Test.Remove(18)
刪除Key為18的元素，仍然通過一次碰撞，并且沿著鏈表尋找2次，找到當(dāng)前元素，刪除當(dāng)前元素，并且讓FreeList指向當(dāng)前元素，當(dāng)前元素的Next指向上一個(gè)FreeList元素。
此時(shí)你會(huì)發(fā)現(xiàn)FreeList指向了一個(gè)鏈表，鏈表里面不包含任何元素，F(xiàn)reeCount表示不包含元素的鏈表的長度。
Test.Add(20,”20″)
再添加一個(gè)元素，此時(shí)由于FreeList鏈表不為空，因此字典會(huì)優(yōu)先添加到FreeList鏈表所指向的位置，添加后FreeCount減1，F(xiàn)reeList鏈表長度變?yōu)?
總結(jié)：
通過以上試驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)Dictionary在添加，刪除元素按照如下方法進(jìn)行：
-
通過Hash算法來碰撞到指定的Bucket上，碰撞到同一個(gè)Bucket槽上所有數(shù)據(jù)形成一個(gè)單鏈表
-
默認(rèn)情況Entries槽中的數(shù)據(jù)按照添加順序排列
-
刪除的數(shù)據(jù)會(huì)形成一個(gè)FreeList的鏈表，添加數(shù)據(jù)的時(shí)候，優(yōu)先向FreeList鏈表中添加數(shù)據(jù)，F(xiàn)reeList為空則按照count依次排列
-
字典查詢及其的效率取決于碰撞的次數(shù)，這也解釋了為什么Dictionary的查找會(huì)很快。
好吧，熬了半宿，今天先寫到這了，如果看了有所收獲就幫忙頂一下，有問題歡迎拍磚。
網(wǎng)頁題目：C#中Dictionary的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)剖析
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