.Net 中HashTable,HashMap 和 Dictionary<key,value> 和List<T>和DataTable的比较
首先:
(ling)在.Net 模仿java 的过程中 抛弃了 HashMap ,所以以后再去面试.Net的时候当别人问你HashTable 和HashMap 的区别的时候,请告诉他,C#.Net 中 没有HashMap
好接下来进入正题
.Net 中HashTable 和 Dictionary<key,value> 和List<T>的比较(不要问我怎么和题目不一样),本文只比较两种数据类型在使用时 功能相近的情况,差别太大的 则不比较。
先来比较
(yi)HashTable 和Dic
数据结构
Hashtable和Dictionary从数据结构上来说都属于Hashtable(哈希表),都是对关键字(键值)进行散列操作,将关键字散列到Hashtable的某一个槽位中去,不同的是处理碰撞的方法。散列函数有可能将不同的关键字散列到Hashtable中的同一个槽中去,这个时候我们称发生了碰撞,为了将数据插入进去,我们需要另外的方法来解决这个问题。
采用链表法的是Dic 而采用开放寻址法(open addressing)-中 双重散列的方法的是 HashTable
至于这两种数据结构的使用方法 请自行阅读算法导论 或者参照网上博客
但从底层的数据结构可以发现
如果增删的动作很多的话 推荐使用Dic 因为解决碰撞的方式 是List.Add
如果改动的动作很少 查询的动作很多的话 则推荐 使用HashTable 因为映射查找之后 只需要跳跃查找到 碰撞后移动数据即可,另外当增加数据太多时,开放寻址的扩容很耗费性能(请阅读<算法导论>)
Dic 和HashTable使用比较
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. //Dic遍历时 会采用插入时的遍历,而hashTable 采用遍历时 则是打乱的
Hashtable 类和 Dictionary<TKey, TValue> 泛型类实现 IDictionary 接口
Dictionary<TKey, TValue> 泛型类还实现 IDictionary<TKey, TValue>泛型接口。
因此,这些集合中的每个元素都是一个键/值对。
Dictionary<TKey, TValue> 类与 Hashtable 类的功能相同
对于值类型,特定类型(不包括 Object)的 Dictionary<TKey, TValue> 的性能优于 Hashtable,这是因为 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取消装箱操作。
(er)Dic 和 List<T>
关于数据结构:
在前边的比较已经介绍了Dic 那么 List <T> 的数据结构是什么样子的:
List<T>是 ArrayList 的泛型等效类(继承了泛型接口)
堆中的样子是这样的
我们为了讨论遍历时Dictionary和List的效率,有个高人写了个代码,这是载图
很明显,LIST效率要好的多。
问题剖析
同样是集合,为什么性能会有这样的差距。我们要从存储结构和操作系统的原理谈起。
首先我们清楚List<T>是对数组做了一层包装,我们在数据结构上称之为线性表,而线性表的概念是,在内存中的连续区域,除了首节点和尾节点外,每个节点都有着其唯一的前驱结点和后续节点。我们在这里关注的是连续这个概念。
而HashTable或者Dictionary,他是根据Key而根据Hash算法分析产生的内存地址,因此在宏观上是不连续的,虽然微软对其算法也进行了很大的优化。
由于这样的不连续,在遍历时,Dictionary必然会产生大量的内存换页操作,而List只需要进行最少的内存换页即可,这就是List和Dictionary在遍历时效率差异的根本原因。
所以根据value 的查找 dic 的效率是高于 List 的 但是遍历的话 则Dic 要差点。这就好比你要摘抄书里边的所有文字 是根据目录 查一个找一篇文章 快,还是直接从正文开始 从头到尾快遍历快一样。单独的找某一篇知道题目(key)的文章 当然是从目录快了
再谈Dictionary
也许很多人说,既然Dictionary如此强大,那么我们为什么不用Dictionary来代替一切集合呢?
在这里我们除了刚才的遍历问题,还要提到Dictionary的存储空间问题,在Dictionary中,除了要存储我们实际需要的Value外,还需要一个辅助变量Key,这就造成了内存空间的双重浪费。
而且在尾部插入时,List只需要在其原有的地址基础上向后延续存储即可,而Dictionary却需要经过复杂的Hash计算,这也是性能损耗的地方。
List<T>和 DataTable
DataTable,IList性能比较
1)二进制序列化的情况
从测试结果可以看出,IList<T>序列化的文件大小比DataTable小得多,这意味着在数据传输中带宽占用小很多,所以在设计Remoting接口时尽量使用IList<T>作返回值。
2)XML序列化的情况
从测试结果可以看出,IList<T>序列化后的文件比同样比DataTable小,但差距已经没有二进制序列化那么明显了。而且IList<T>的二进制序列化和XML序列化相差很大,所以remoteing中建议使用二进制序列化。
3)操作性比较
DataTable有支持数据的提交、回滚、查询等强大的方法,但访问单元格内容的时候不方便,还要类型转换。
IList<T>则访问项的属性比较方便,有属性自动提示,不用类型转换,有LINQ的协助也能实现强大的查询。