C# 的字典

2024-10-08 22:33:29 浏览数 (3)

在C#编程中，字典（Dictionary<TKey, TValue>）是一种非常关键的数据结构，用于存储键值对集合。与数组和列表相比，字典提供了更快的查找速度，因为它们是基于哈希表实现的。本文将深入探讨C#中的字典，包括它的基本概念、实现方式、高级用法和最佳实践。

1. 字典的基本概念

1.1 什么是字典

字典是一种关联唯一的键和值的集合。每个元素是一个键值对，键是唯一的，用于快速查找对应的值。

1.2 字典的特点

  • 快速查找：基于哈希表，提供快速的查找性能。
  • 动态大小：可以根据需要动态地增长和缩小。
  • 键值对：存储的数据为键值对形式。

2. 实现字典

2.1 创建字典

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Dictionary<string, int> ageDictionary = new Dictionary<string, int>();

2.2 添加元素

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ageDictionary.Add("Alice", 30);
ageDictionary.Add("Bob", 25);

2.3 初始化时指定元素

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Dictionary<string, int> ageDictionary = new Dictionary<string, int>
{
    {"Alice", 30},
    {"Bob", 25}
};

2.4 通过键访问元素

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int age = ageDictionary["Alice"]; // 返回30

3. 字典的高级特性

3.1 字典的方法

Dictionary<TKey, TValue>提供了许多方法来操作数据，如Add、Remove、ContainsKey、TryGetValue等。

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ageDictionary.Add("Charlie", 35);
ageDictionary.Remove("Bob");
bool containsAlice = ageDictionary.ContainsKey("Alice");
int ageOfAlice;
if (ageDictionary.TryGetValue("Alice", out ageOfAlice))
{
    Console.WriteLine($"Alice's age is {ageOfAlice}");
}

3.2 字典的属性

  • Count：获取字典中键值对的数量。
  • Keys：获取字典中所有键的集合。
  • Values：获取字典中所有值的集合。
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int count = ageDictionary.Count;
IEnumerable<string> keys = ageDictionary.Keys;
IEnumerable<int> values = ageDictionary.Values;

3.3 遍历字典

使用foreach循环遍历字典。

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foreach (KeyValuePair<string, int> pair in ageDictionary)
{
    Console.WriteLine($"Key: {pair.Key}, Value: {pair.Value}");
}

3.4 键和值的迭代

从C# 3.0开始，可以分别迭代键和值。

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foreach (var key in ageDictionary.Keys)
{
    Console.WriteLine($"Key: {key}");
}

foreach (var value in ageDictionary.Values)
{
    Console.WriteLine($"Value: {value}");
}

3.5 查找和排序

使用LINQ查询字典。

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var sortedByAge = from entry in ageDictionary
                  orderby entry.Value
                  select entry;

foreach (var entry in sortedByAge)
{
    Console.WriteLine($"Name: {entry.Key}, Age: {entry.Value}");
}

4. 字典的最佳实践

4.1 选择合适的键类型

键应该是不可变的，并且恰当地实现GetHashCode和Equals方法。

4.2 注意线程安全

默认情况下，字典不是线程安全的。如果需要在多线程环境中使用，考虑使用ConcurrentDictionary<TKey, TValue>。

4.3 使用TryGetValue避免异常

使用TryGetValue而不是索引器来避免在键不存在时抛出异常。

4.4 考虑使用Lookup<TKey, TValue>

当需要根据键查找多个值时，考虑使用Lookup<TKey, TValue>。

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var lookup = ageDictionary.ToLookup(pair => pair.Key.Length, pair => pair.Value);

4.5 处理字典的容量

如果知道字典的大致大小，可以在创建时指定容量，以减少重新分配内存的次数。

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Dictionary<string, int> largeDictionary = new Dictionary<string, int>(1000);

4.6 使用字典进行数据合并

字典非常适合合并具有相同键的数据。

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foreach (var item in secondDictionary)
{
    if (ageDictionary.ContainsKey(item.Key))
    {
        ageDictionary[item.Key]  = item.Value;
    }
    else
    {
        ageDictionary.Add(item.Key, item.Value);
    }
}
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