关于Hashtable与Dictionary性能的讨论（转）

http://www.cnblogs.com/jhh0111/archive/2008/10/23/1318223.html

看了eaglet的《几种C#框架提供的数据结构对单值查找的效率比较》，发现作者对Hashtable与Dictionary<K, V>存在一些误解，抽点空，讲讲我对Hashtable与Dic的看法。

     我个人是觉得，无论什么时候，都应该使用Dictionary<K,V>，理由如下：
     1、Dic是类型安全的，这有助于我们写出更健壮更具可读性的代码，而且省却我们强制转化的麻烦。这个相信大家都明白。
     2、Dic是泛行的，当K或V是值类型时，其速度远远超过Hashtable。这个大家对值类型与引用类型有所了解的话也会明白。
     3、如果K和V都是引用类型，如eaglet所测，Hashtable比Dic更快，这里我要指出，eaglet所做的测试是有问题的。原因在于Hashtable与Dic采用的是不同的数据结构。eaglet的“Dictionary 由于在Hashtable基础上封装了一层”这个说法是不对的。

     具体我也不讲了，因为有人（Angel Lucifer）已经讲得很清楚了，引用如下：

http://www.cnblogs.com/lucifer1982/archive/2008/06/18/1224319.html
http://www.cnblogs.com/lucifer1982/archive/2008/07/03/1234431.html 

     Hashtable在指定capacity参数时，它并不只开出capacity个槽的内存空间，而是开出比 capacity / 0.72（默认装填因子） 大的最小素数个槽的空间；而Dic在指定capacity时，是开出 比capacity 大的最小素数个槽的空间。因此可以看到，楼主虽然都指定capacity为10万，而实际上Hashtable的槽的总数远远大于Dic的槽的总数，也就 是占用的内存远远大于Dic，因此，如此测试是不公平不公正的，如要公平公正的测试，则应该把Dic的capacity指定为 10万/0.72，请大家再测试其性能。

     下表是我测试的Insert的性能。（机器是老爷机了，跑的太慢了）

测试条件	HashTable	Dictionary
字符串长度 16,未排序	93	56
字符串长度 16,已排序	113	86
字符串长度 128,未排序	140	106
字符串长度 128,已排序	202	169
字符串长度 1024,未排序	473	477
字符串长度 1024,已排序	581	619

     4、楼主的测试不包括扩容所占的开销，实际上，Dic的扩容开销远远小于Hashtable，而我们知道，扩容是极为消耗性能的。

     总上所述，我认为应该始终使用Dictionary<K, V>，即使要用Hashtable了，也可以用Dictionary<object, object>来替代。

测试代码：

using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using System.Diagnostics;

namespace StringDictionaryPerformance
{
    class Program
    {
        static Random _Rand = new Random();

        static Hashtable _Hashtable;
        static Dictionary<string, object> _Dictionary;
        static object _object;

        static string GetRandString(int length)
        {
            StringBuilder str = new StringBuilder();

            for (int i = 0; i < length; i++)
            {
                str.Append((char)_Rand.Next(32, 128));
            }

            return str.ToString();
        }

        static List<string> GetTestStrings(int length, int number)
        {
            List<string> retVal = new List<string>(number);

            for (int i = 0; i < number; i++)
            {
                retVal.Add(GetRandString(length));
            }

            return retVal;
        }

        static void TestInsert(List<string> strings, bool sort)
        {
            if (sort)
            {
                strings.Sort();
            }

            Console.WriteLine(string.Format("TestInsert string length = {0} count of strings = {1} sort={2}",
                strings[0].Length, strings.Count, sort));

            Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();


            Console.WriteLine("Begin Hashtable");

            _Hashtable = new Hashtable(strings.Count);
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();

            foreach (string item in strings)
            {
                if (!_Hashtable.ContainsKey(item))
                {
                    _Hashtable.Add(item, _object);
                }
            }

            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(string.Format("ElapsedMilliseconds = {0} ms", stopWatch.ElapsedMilliseconds));


            Console.WriteLine("Begin Dictoinary");

            int tempCount = (int)(strings.Count / 0.72);
            _Dictionary = new Dictionary<string, object>(tempCount);
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();

            foreach (string item in strings)
            {
                if (!_Dictionary.ContainsKey(item))
                {
                    _Dictionary.Add(item, _object);
                }
            }

            stopWatch.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("ElapsedMilliseconds = {0} ms", stopWatch.ElapsedMilliseconds));
        }

        static void TestFind(List<string> strings, bool sort)
        {
            Console.WriteLine(string.Format("TestFind string length = {0} count of strings = {1} sort={2}",
                strings[0].Length, strings.Count, sort));

            Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();

            Console.WriteLine("Begin Hashtable");

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();

            foreach (string item in strings)
            {
                if (_Hashtable[item] != _object)
                {
                    Console.WriteLine("Error!");
                }
            }

            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(string.Format("ElapsedMilliseconds = {0} ms", stopWatch.ElapsedMilliseconds));

            Console.WriteLine("Begin Dictoinary");

            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();

            foreach (string item in strings)
            {
                if (_Dictionary[item] != _object)
                {
                    Console.WriteLine("Error!");
                }
            }

            stopWatch.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("ElapsedMilliseconds = {0} ms", stopWatch.ElapsedMilliseconds));
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            List<string> strings;
            
            strings = GetTestStrings(16, 100000);
            TestInsert(strings, false);
            TestFind(strings, false);
            TestInsert(strings, true);
            TestFind(strings, true);

            strings = GetTestStrings(128, 100000);
            TestInsert(strings, false);
            TestFind(strings, false);
            TestInsert(strings, true);
            TestFind(strings, true);

            strings = GetTestStrings(1024, 100000);
            TestInsert(strings, false);
            TestFind(strings, false);
            TestInsert(strings, true);
            TestFind(strings, true);
        }
    }
}