.NET 中通过字符串键或数字索引查找的最佳数据结构是什么？

Question

我正在寻找最理想的数据结构（为了性能和易用性），可以通过字符串键或索引从中检索值。字典不起作用，因为您无法真正按索引检索。有什么想法吗？

Answer 1

基于哈希的集合（字典、哈希表、哈希集）已经过时了，因为你没有索引，因为你想要一个索引，我会使用嵌套泛型：

List<KeyValuePair<K,V>>

当然，您会丢失使用散列获得的 O(1) 密钥查找。

Answer 2

有 System.Collections.ObjectModel.KeyedCollection，它派生自 Collection。 检索是 O(1)。

class IndexableDictionary<TItem> : KeyedCollection<string, TItem>
 { Dictionary<TItem, string> keys = new Dictionary<TItem, string>();

   protected override string GetKeyForItem(TItem item) { return keys[item];}

   public void Add(string key, TItem item) 
    { keys[item] = key;
      this.Add(item);
    }
 }

Answer 3

您正在寻找类似SortedList class 的东西（这里也是generic version）。

Answer 4

你想要OrderedDictionary 类。您需要包含 System.Collections.Specialized 命名空间：

    OrderedDictionary od = new OrderedDictionary(); 
    od.Add("abc", 1); 
    od.Add("def", 2); 
    od.Add("ghi", 3); 
    od.Add("jkl", 4); 

    // Can access via index or key value:      
    Console.WriteLine(od[1]);       
    Console.WriteLine(od["def"]);

Answer 5

一句警告。 OrderedDictionary 对于除了插入和查找之外的大多数操作确实性能不佳：删除和修改值都可能需要对整个列表进行线性搜索，从而导致运行时O em>(n)。 （对于修改，这取决于是按索引还是按键访问。）

对于大多数具有合理数据量的操作，这是完全不可接受的。此外，该数据结构将元素存储在线性向量和哈希表中，导致一些内存开销。

如果按索引检索不经常发生，SortedList 或 SortedDictionary 将具有更好的性能特征（按索引访问可以通过ElementAt 扩展方法）。

另一方面，如果按索引访问是常态，那么完全停止使用字典数据结构，只需将您的值存储在 List<KeyValuePair<TKey, TValue>> 中。虽然这意味着通过密钥进行线性搜索，但所有其他操作都非常便宜，并且在实践中整体性能难以超越。

/EDIT：当然，后者也是理论上意义上的字典数据结构。您甚至可以将其封装在实现适当接口的类中。

Answer 6

字典可以与 linq 一起使用。虽然我不知道可能的性能问题。 Dictionary.ElementAt(index);

Answer 7

我推荐使用 SortedDictionary 或 SortedList。两者都有 O(log n) 的搜索性能。

差异是，如引用自 MSDN library:

排序列表)>) 使用更少的内存 比 SortedDictionary)>)。

排序字典)>) 具有更快的插入和 未排序数据的删除操作： O(log n) 而不是 O(n) SortedList)>).

如果列表一次全部填充 从排序数据，SortedList)>) 比 SortedDictionary)>)。

根据我的经验，SortedDictionary 更适合大多数典型的业务场景，因为在使用这样的结构时，数据通常最初是未排序的，而且 SortedDictionary 的内存开销很少是关键的。但如果性能对您来说很关键，我建议您同时实施并进行测量。