应该更喜欢 ImmutableDictionary 还是 ImmutableSortedDictionary？答案

【问题标题】：Should one prefer ImmutableDictionary, or ImmutableSortedDictionary?应该更喜欢 ImmutableDictionary 还是 ImmutableSortedDictionary？
【发布时间】：2015-06-13 21:23:16
【问题描述】：

我听说 .NET System.Collections.Immutable 集合被实现为平衡二叉树，以满足它们的不变性约束，即使是传统上建模像 Dictionary 这样的哈希表的集合，通过使用 GetHashCode 的整数值作为排序键。

如果我有一种生成哈希码便宜且比较便宜的类型（例如string 或int），我不关心我的排序性集合，更喜欢ImmutableSortedDictionary 是否有意义，因为底层数据结构无论如何都是排序的？

【问题讨论】：

如果我有一个生成哈希码很便宜的类型，并且比较便宜（例如字符串或整数），我不关心排序的-ness of my collection. 我想你已经回答了自己。把事情简单化。从另一个程序员的角度来看，我会很困惑地阅读代码并发现排序字典的排序是无用的，这让我想知道为什么首先要使用它。
@YuvalItzchakov: ImmutableDictionary 和 ImmutableSortedDictionary（它们都是 AVL 树）
那为什么重要呢？如果排序不是问题，为什么不使用ImmutableDictionary
@Yuval：因为ImmutableDictionary 是排序的。它只是按GetHashCode 的数值排序，而不是按键类型提供的内在排序。
@Yuval：这不是一个实现细节，正如 Dictionary 是一个哈希表是一个实现细节。其价值在于，在典型用例中，按 T 排序的版本可能比按 GetHashCode 排序的版本更快，就像 Dictionary 通常比 SortedDictionary 更快一样。

标签： c# .net base-class-library immutable-collections

【解决方案1】：

答案是是的，在某些情况下首选ImmutableSortedDictionary 是有意义的，例如使用Int32 键。

就我而言，使用Int32 键我发现ImmutableSortedDictionary 是一个更好的选择。

我使用 100 万个项目运行了一个小型基准测试：

按 key 升序插入 1,000,000 个项目
更新 1,000,000 个随机项目
扫描 1,000,000 个项目，即对集合中的每个项目进行一次迭代
读取 1,000,000 个随机项
删除 1,000,000 个随机项目

ImmutableDictionary

Insert: 2499 ms
Update: 7275 ms
Scan:    385 ms
Read:    881 ms
Delete: 5037 ms

ImmutableSortedDictionary

Insert: 1808 ms
Update: 4928 ms
Scan:    246 ms
Read:    732 ms
Delete: 3522 ms

ImmutableSortedDictionary 在所有操作上都比ImmutableDictionary 快一点。请注意，插入是按键的升序一次完成的（因为它恰好与我的特定用例匹配）。

但是，您还应该考虑使用带有一些锁定功能的可变集合。写入可变 Dictionary<int, object> 的速度要快一个数量级。

【讨论】：

【解决方案2】：

基于散列的集合在 .NET 上应该明显更快，因为：

它可以使用专门针对 int 键的更高效的搜索树，例如哈希树或帕特里夏树。
它的内部循环将几乎完全进行int 比较，而不是一般比较。

但是，如果您需要更好的性能，通常最好切换到像 HashSet 这样的可变集合。

【讨论】：

【解决方案3】：

这应该不重要。 this blog post 的时间复杂度表明，虽然你确实从 Dictionary.Add 获得了比 SortedDictionary.Add 更好的性能（O(1) vs O(log n)）ImmutableDictionary 和 ImmutableSortedDictionary 的时间复杂度都是 O(log n)

【讨论】：

1.好吧，我对实际行为更感兴趣；例如，ImmutableArray 的迭代速度比 ImmutableList 快得多；但具有相同的复杂性。 2. 当然，如果GetHashCode 值相同，ImmutableDictionary 会退回到线性行为...
@BillyONeal 文章没有说清楚的一件事是ImmuteableSortedDictionary的最坏情况我不确定是O(n log n)还是O(n)。