C# HashTable、HashSet和Dictionary的区别

本文详细对比了C#中的Hashtable、HashSet和Dictionary三种集合的特点及应用场景,包括它们的性能差异、线程安全性以及如何进行基本操作。

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C# Hashtable、HashSet和Dictionary的区别

1.Hashtable

  哈希表(HashTable)表示键/值对的集合。在.NET Framework中,Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器,用于处理和表现类似key-value的键值对,其中key通常可用来快速查找,同时key是区分大小写;value用于存储对应于key的值。Hashtable中key-value键值对均为object类型,所以Hashtable可以支持任何类型的keyvalue键值对,任何非 null 对象都可以用作键或值。

  在哈希表中添加一个key/键值对:HashtableObject.Add(key,value); 

  在哈希表中去除某个key/键值对:HashtableObject.Remove(key);

  从哈希表中移除所有元素: HashtableObject.Clear();

  判断哈希表是否包含特定键key: HashtableObject.Contains(key);
遍历Hashtable的方法:

            Hashtable table = new Hashtable();
            //增加元素 Key不能重复
            table.Add("小明", new Person() { Name = "小明" });
            table.Add("小花", new Person() { Name = "小花" });

            //改 改值通过Key来确定元素.
            table["小明"] = new Person() { Name = "小明明" };
            //删除
            table.Remove("小明");
            table.Clear();

            //遍历
            //table.Keys; 保存了所有的键的集合
            foreach (object obj in table.Keys)
            {
                Console.WriteLine(table[obj]);
            }

            //table.Values 保存所有的值得集合

            foreach (object obj in table.Values)
            {
                Console.WriteLine(obj);
            }

           // 如果直接遍历Hashtable 每1个遍历项是1个DictionaryEntry对象 这个对象里的Key和Value属性保存了每1项的键值
            foreach (Object obj in table)
            {
                DictionaryEntry en = (DictionaryEntry)obj; 
                Console.WriteLine(en.Key);
            } 

            //判断哈希表中是否有指定的键
            bool b = table.Contains("小明");
            Console.WriteLine(b);

          //  判断哈希表中是否包含指定的对象
            table.ContainsValue(value);

            table.Count//保存哈希表中元素的个数.

2.HashSet

  HashSet类主要是设计用来做高性能集运算的,例如对两个集合求交集、并集、差集等。集合中包含一组不重复出现且无特性顺序的元素,HashSet拒绝接受重复的对象。

  HashSet的一些特性如下:

  a. HashSet中的值不能重复且没有顺序。

  b. HashSet的容量会按需自动添加。

            HashSet<int> hs = new HashSet<int>();
            hs.Add(1);
            hs.Add(2);
            hs.Add(3);
            hs.Remove(3);
            bool b = hs.Contains(2);
            if (b)
            {
                foreach (int n in hs)
                {
                   //要进行的操作
                }
            }

3. Dictionary

  Dictionary表示键和值的集合。

  Dictionary<string, string> 是一个泛型

  他本身有集合的功能有时候可以把它看成数组

  他的结构是这样的:Dictionary<[key], [value]>

  他的特点是存入对象是需要与[key]值一一对应的存入该泛型

  通过某一个一定的[key]去找到对应的值

4. HashTable和Dictionary的区别:

  (1).HashTable不支持泛型,而Dictionary支持泛型。

  (2). Hashtable 的元素属于 Object 类型,所以在存储或检索值类型时通常发生装箱和拆箱的操作,所以你可能需要进行一些类型转换的操作,而且对于int,float这些值类型还需要进行装箱等操作,非常耗时。

  (3).单线程程序中推荐使用 Dictionary, 有泛型优势, 且读取速度较快, 容量利用更充分。多线程程序中推荐使用 Hashtable, 默认的 Hashtable 允许单线程写入, 多线程读取, 对 Hashtable 进一步调用 Synchronized() 方法可以获得完全线程安全的类型. 而 Dictionary 非线程安全, 必须人为使用 lock 语句进行保护, 效率大减。

  (4)在通过代码测试的时候发现key是整数型Dictionary的效率比Hashtable快,如果key是字符串型,Dictionary的效率没有Hashtable快。

  
.

引用自下面的代码这兄弟的

static void IntMethod()
        {
            int count = 1000000;
            Dictionary<int, int> dictionary = new Dictionary<int, int>();
            Hashtable hashtable = new Hashtable();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                dictionary.Add(i,i);
                hashtable.Add(i,i);
            }

            Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                int value = dictionary[i];
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

            stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                object value = hashtable[i];
            }
            stopwatch.Stop();

            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

        }

        static void MethodString()
        {
            int count = 1000000;
            Dictionary<string, string> dictionary = new Dictionary<string, string>();
            Hashtable hashtable=new Hashtable();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                dictionary.Add(i.ToString(),"aaa");
                hashtable.Add(i.ToString(),"aaa");
            }

            Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                string value=dictionary[i.ToString()];
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);

            stopwatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                object value = hashtable[i.ToString()];
            }
            stopwatch.Stop();

            Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
        }
<think>好的,我现在要回答用户关于C#中IDictionaryDictionary的用法区别的问题。首先,我需要回忆一下这两个类型的基本概念它们在C#中的位置。 IDictionary是一个接口,属于System.Collections命名空间,而Dictionary<TKey, TValue>是具体的实现类,位于System.Collections.Generic命名空间中。用户可能想知道什么时候应该使用接口,什么时候用具体类,以及它们的主要差异在哪里。 接下来,我需要考虑它们的核心区别。接口IDictionary定义了一组必须实现的方法属性,比如Add、Remove、Contains等,而Dictionary则是这个接口的一个具体实现,提供了基于哈希表的高效键值对存储。这里可能需要提到接口的抽象性带来的灵活性,比如可以替换不同的实现,比如SortedDictionary或者自定义的字典类,而Dictionary则是默认的哈希表实现。 然后,使用场景方面,当需要多态性或者编写通用代码时,使用IDictionary接口会更合适,比如方法参数或返回值声明为接口类型,提高代码的可扩展性。而Dictionary适用于明确知道需要哈希表特性的情况,比如快速查找、插入删除操作。这里可能需要引用站内资料中的相关内容,比如引用[3]提到DictionaryHashTable区别,但用户的问题是关于IDictionaryDictionary,所以需要调整。 另外,性能方面,虽然IDictionary接口本身不涉及性能,但具体实现如Dictionary的效率较高,特别是查找操作接近O(1)。而引用[2]提到遍历时Dictionary可能有较多的内存换页操作,但List更高效,不过这里讨论的是字典结构,所以可能不直接相关,但可以说明具体实现的性能特性需要考虑。 还要注意泛型非泛型的区别。IDictionary有非泛型版本,而Dictionary<TKey, TValue>是泛型的,类型安全,避免了装箱拆箱。引用[5]中的泛型接口例子可以说明泛型的好处,比如IUnique<TId>接口,这里可以类比到IDictionary<TKey, TValue>。 用户可能还关心如何选择,比如在API设计中使用接口提高灵活性,而在内部实现中使用具体类确保性能。同时,需要提到其他实现IDictionary的类,比如HashTable(非泛型)、SortedDictionary等,以及它们的适用场景。 最后,要确保回答结构清晰,分点说明区别场景,并引用相关的参考资料来支持观点。比如引用[4]提到在检索时使用HashSet代替List,但这里讨论的是字典结构,可能需要调整引用内容的位置,或者指出在不同集合类型间的选择依据。 总结:IDictionary是接口,Dictionary是实现;接口用于多态,具体类用于实例;性能上Dictionary高效;泛型非泛型的区别;使用场景如API设计、性能需求等。</think>### C#中IDictionaryDictionary的核心区别及使用场景 #### 一、类型性质差异 1. **IDictionary** - 是一个**泛型接口**(例如`IDictionary<TKey, TValue>`),定义键值对集合的基本操作规范,如`Add`、`Remove`、`ContainsKey`等[^1]。 - 支持多态性,允许通过接口调用不同实现类(如`Dictionary`、`SortedDictionary`)。 - 非泛型版本`IDictionary`(`System.Collections`命名空间)已逐渐被泛型版本替代[^3]。 2. **Dictionary** - 是**具体实现类**(`Dictionary<TKey, TValue>`),基于哈希表实现,提供高效的键值对存储检索。 - 直接继承自`IDictionary<TKey, TValue>`,是标准哈希表结构,查找时间复杂度接近$O(1)$[^2]。 #### 二、核心差异对比 | 特性 | IDictionary<TKey, TValue> | Dictionary<TKey, TValue> | |---------------------|----------------------------------|-----------------------------------| | **类型** | 接口 | 具体实现类 | | **性能** | 依赖具体实现 | 哈希表结构,查找高效 | | **扩展性** | 支持多态(如替换为其他字典类型) | 固定实现 | | **线程安全** | 接口不保证 | 默认非线程安全,需手动同步 | | **泛型支持** | 是(类型安全) | 是(避免装箱拆箱) | #### 三、使用场景分析 1. **优先使用IDictionary的场景** - **API设计**:声明方法参数或返回值时,使用接口提高代码灵活性。 例如: ```csharp public void ProcessData(IDictionary<int, string> data) { ... } ``` - **多态需求**:需要兼容不同字典实现(如测试时替换为`SortedDictionary`)。 - **框架扩展**:自定义字典类时继承接口,保持其他集合的兼容性[^1][^5]。 2. **优先使用Dictionary的场景** - **高频查询/插入**:需利用哈希表的$O(1)$时间复杂度优势[^2]。 - **明确键唯一性**:直接使用具体类简化代码,无需通过接口间接操作。 - **内存效率**:`Dictionary`对连续内存的优化优于非哈希结构的集合[^4]。 #### 四、性能对比示例 ```csharp // 使用Dictionary直接操作 var dict = new Dictionary<int, string>(); dict.TryGetValue(key, out value); // 接近O(1)的查找效率 // 通过IDictionary接口操作 IDictionary<int, string> idict = new Dictionary<int, string>(); idict.ContainsKey(key); // 实际调用Dictionary的实现 ``` #### 五、扩展说明 - **其他字典类型的比较**: - `HashTable`:非泛型字典,存在装箱拆箱开销,已不推荐使用。 - `SortedDictionary`:基于红黑树实现,适合需要有序遍历的场景,但插入效率略低。 - **线程安全替代方案**: 若需线程安全,可使用`ConcurrentDictionary`(实现`IDictionary`接口)。 ---
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