.net不同集合类型及使用场合
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记一次 .NET 某机械臂智能机器人控制系统MRS CPU爆高分析 - 一线码农 - 博客园 (多线程操作Dictioanry问题)
1):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.
2):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.
3):Dictionary 有按插入顺序排列数据的特性 (注: 但当调用 Remove() 删除过节点后顺序被打乱), 因此在需要体现顺序的情境中使用 Dictionary 能获得一定方便.
HashTable中的key/value均为object类型,由包含集合元素的存储桶组成。存储桶是 HashTable中各元素的虚拟子组,与大多数集合中进行的搜索和检索相比,存储桶可令搜索和检索更为便捷。每一存储桶都与一个哈希代码关联,该哈希代码是使用哈希函数生成的并基于该元素的键。HashTable的优点就在于其索引的方式,速度非常快。如果以任意类型键值访问其中元素会快于其他集合,特别是当数据量特别大的时候,效率差别尤其大。
HashTable的应用场合有:做对象缓存,树递归算法的替代,和各种需提升效率的场合。
1.Dictionary-相当于字典【可以通过过索引(hash值)速添加、删除、查找】:如果需要非常快地添加、删除和查找项目,而且不关心集合中项目的顺序,那么首先应该考虑使用 System.Collections.Generic.Dictionary<TKey, TValue>(或者您正在使用 .NET Framework 1.x,可以考虑 Hashtable)。三个基本操作(添加、删除和包含)都可快速操作,即使集合包含上百万的项目。
2.List<T>-相当于列表、表格【可以保证集合的顺序,查找、删除、添加相对较慢】:如果您的使用模式很少需要删除和大量添加,而重要的是保持集合的顺序,那么您仍然可以选择 List<T>。虽然查找速度可能比较慢(因为在搜索目标项目时需要遍历基础数组),但可以保证集合会保持特定的顺序。
3.Queue<T>-相当于排队入场、Stack<T> 相当于子弹夹:您可以选择 Queue<T> 实现先进先出 (FIFO) 顺序或 Stack<T> 实现后进先出 (LIFO) 顺序。虽然 Queue<T> 和 Stack<T> 都支持枚举集合中的所有项目,但前者只支持在末尾插入和从开头删除,而后者只支持从开头插入和删除。
4.LinkedList<T> :如果需要在实现快速插入的同时保持顺序,那么使用新的 LinkedList<T> 集合可帮助您提高性能。与 List<T> 不同,LinkedList<T> 是作为动态分配的对象链实现。与 List<T> 相比,在集合中间插入对象只需要更新两个连接和添加新项目。从性能的角度来看,链接列表的缺点是垃圾收集器会增加其活动,因为它必须遍历整个列表以确保没有对象没有被释放。另外,由于每个节点相关的开销以及每个节点在内存中的位置等原因,大的链接列表可能会出现性能问题。虽然将项目插入到 LinkedList<T> 的实际操作比在 List<T> 中插入要快得多,但是找到要插入新值的特定位置仍需遍历列表并找到正确的位置。
以下为转别人的
在C#中,数组由于是固定长度的,所以常常不能满足我们开发的需求。
由于这种限制不方便,所以出现了ArrayList。
ArrayList、List<T>
ArrayList是可变长数组,你可以将任意多的数据Add到ArrayList里面。其内部维护的数组,当长度不足时,会自动扩容为原来的两倍。
但是ArrayList也有一个缺点,就是存入ArrayList里面的数据都是Object类型的,所以如果将值类型存入和取出的时候会发生装箱、拆箱操作(就是值类型与引用类型之间的转换),这个会影响程序性能。在.Net 2.0泛型出现以后,就提供了List<T>。
List<T>是ArrayList的泛型版本,它不再需要装箱拆箱,直接取,直接用,它基本与ArrayList一致,不过在使用的时候要先设置好它的类型,而设置好类型之后,不是这种类型的数据,是不允许Add进去的。
就性能来说,如果要存进数组的只有一种数据,那么无疑List<T>是最优选择。
List<int> ListInt = new List<int>();
如果一个变长数组,又要存int,又要存string。那么就只能用ArrayList。
HashTable(哈希表)、Dictionary<T,T>
HashTable是一种根据key查找非常快的键值数据结构,不能有重复key,而且由于其特点,其长度总是一个素数,所以扩容后容量会比2倍大一点点,加载因子为0.72f。
当要大量使用key来查找value的时候,HashTable无疑是最有选择,HashTable与ArrayList一样,是非泛型的,value存进去是object,存取会发生装箱、拆箱,所以出现了Dictionary<T,T>。
Dictionary<T,T>是HashTable的泛型版本,存取同样快,但是不需要装箱和拆箱了。而且,其优化了算法,Hashtable是0.72,它的浪费容量少了很多。
Dictionary<string,Person> Dic = new Dictionary<string,Person>();
HashSet<T>
HashSet<T>类,算法,存储结构都与哈希表相同,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定顺序的元素。
Queue、Queue<T>
Queue队列,Queue<T>泛型队列,大学都学过,队列,先进先出,很有用。
Stack、Stack<T>
Stack堆栈,先进后出。
SortedList、SortedList<TKey,TValue>
SortedList集合中的数据是有序的。可以通过key来匹配数据,也可以通过int下标来获取数据。
添加操作比ArrayList,Hashtable略慢;查找、删除操作比ArrayList快,比Hashtable慢。
SortedDictionary<TKey,TValue>
SortedDictionary<TKey,TValue>相比于SortedList<TKey,TValue>其性能优化了,SortedList<TKey,TValue>其内部维护的是数组而SortedDictionary<TKey,TValue>内部维护的是红黑树(平衡二叉树)的一种,因此其占用的内存,性能都好于SortedDictionary<TKey,TValue>。唯一差在不能用下标取值。
ListDictionary(单向链表),LinkedList<T>(双向链表)
List<T>,ArrayList,Hashtable等容器类,其内部维护的是数组Array来,ListDictionary和LinkedList<T>不用Array,而是用链表的形式来保存。链表最大的好处就是节约内存空间。
ListDictionary是单向链表。
LinkedList<T>双向链表。双向链表的优势,可以插入到任意位置。
HybridDictionary
HybridDictionary的类,充分利用了Hashtable查询效率高和ListDictionary占用内存空间少的优点,内置了Hashtable和ListDictionary两个容器,添加数据时内部逻辑如下:
当数据量小于8时,Hashtable为null,用ListDictionary保存数据。
当数据量大于8时,实例化Hashtable,数据转移到Hashtable中,然后将ListDictionary置为null。
BitArray
BitArray这个东东是用于二进制运算,"或"、"非"、"与"、"异或非"等这种操作,只能存true或false;
应用场景
ArrayList,List<T>:变长数组;
HashTable,Dictionary<T,T>:频繁根据key查找value;
HashSet<T>:集合运算;
Queue、Queue<T>:先进先出;
Stack、Stack<T>:堆栈,先进先出;
SortedList、SortedList<TKey,TValue>:哈希表,要通过下标,又要通过key取值时,可选用;
ListDictionary:单向链表,每次添加数据时都要遍历链表,数据量大时效率较低,数据量较大且插入频繁的情况下,不宜选用。
LinkedList<T>:双向链表;
HybridDictionary:未知数据量大小时,可用。
SortedDictionary<TKey,TValue>:SortedList<TKey,TValue>的优化版,内部数组转平衡二叉树。
BitArray:二进制运算时可选用;