C#知識點總結系列：1、C#中Hashtable、Dictionary詳解以及寫入和讀取對比

　　在本文中將從基礎角度講解HashTable、Dictionary的構造和通過程序進行插入讀取對比。

　　一：HashTable

　　　　1.HashTable是一種散列表，他內部維護很多對Key-Value鍵值對，其還有一個類似索引的值叫做散列值(HashCode)，它是根據GetHashCode方法對Key通過一定算法獲取得到的，所有的查找操作定位操作都是基於散列值來實現找到對應的Key和Value值的。

　　　　2.我們需要使用一個算法讓散列值對應HashTable的空間地址盡量不重復，這就是散列函數(GetHashCode)需要做的事。

　　　　3.當一個HashTable被占用一大半的時候我們通過計算散列值取得的地址值可能會重復指向同一地址，這就是哈希沖突。

　　　　在.Net中鍵值對在HashTable中的位置Position= (HashCode& 0x7FFFFFFF) % HashTable.Length，.net中是通過探測法解決哈希沖突的，當通過散列值取得的位置Postion以及被占用的時候，就會增加一個位移x值判斷下一個位置Postion+x是否被占用，如果仍然被占用就繼續往下位移x判斷Position+2*x位置是否被占用，如果沒有被占用則將值放入其中。當HashTable中的可用空間越來越小時，則獲取得到可用空間的難度越來越大，消耗的時間就越多。

　　　　4.當前HashTable中的被占用空間達到一個百分比的時候就將該空間自動擴容，在.net中這個百分比是72%,也叫.net中HashTable的填充因子為0.72。例如有一個HashTable的空間大小是100，當它需要添加第73個值的時候將會擴容此HashTable.

　　　　5.這個自動擴容的大小是多少呢？答案是當前空間大小的兩倍最接近的素數，例如當前HashTable所占空間為素數71，如果擴容，則擴容大小為素數131.

          

　　二：Dictionary

　　　　1.Dictionary是一種變種的HashTable,它采用一種分離鏈接散列表的數據結構來解決哈希沖突的問題。

　　　　2.分離鏈接散列表是當散列到同一個地址的值存為一個鏈表中。

　　　　3.這個變種HashTable的填充因子是1

          

　　三：本文將以代碼的形式探索HashTable和Dictionary的插入和三種讀取方式的效率(for/foreach/GetEnumerator)

    public class HashTableTest
    {
        static Hashtable _Hashtable;
        static Dictionary<string, object> _Dictionary;
        static void Main()
        {
            Compare(10);
            Compare(10000);
            Compare(5000000);
            Console.ReadLine();
        }
        public static void Compare(int dataCount)
        {
            Console.WriteLine("-------------------------------------------------\n");
            _Hashtable = new Hashtable();
            _Dictionary = new Dictionary<string, object>();
            Stopwatch stopWatch = new Stopwatch();
            //HashTable插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Start();
            for (int i = 0; i < dataCount; i++)
            {
                _Hashtable.Add("Str" + i.ToString(), "Value");
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" HashTable插入" + dataCount + "條數據需要時間：" + stopWatch.Elapsed);

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            stopWatch.Start();
            for (int i = 0; i < dataCount; i++)
            {
                _Dictionary.Add("Str" + i.ToString(), "Value");
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" Dictionary插入" + dataCount + "條數據需要時間：" + stopWatch.Elapsed);

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            int si = 0;
            stopWatch.Start();
            for(int i=0;i<_Hashtable.Count;i++)
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" HashTable遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用for方式");

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            si = 0;
            stopWatch.Start();
            foreach (var s in _Hashtable)
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" HashTable遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用foreach方式");

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            si = 0;
            stopWatch.Start();
            IDictionaryEnumerator _hashEnum = _Hashtable.GetEnumerator();
            while (_hashEnum.MoveNext())
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" HashTable遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用HashTable.GetEnumerator()方式");

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            si = 0;
            stopWatch.Start();
            for(int i=0;i<_Dictionary.Count;i++)
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" Dictionary遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用for方式");

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            si = 0;
            stopWatch.Start();
            foreach (var s in _Dictionary)
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" Dictionary遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用foreach方式");

            //Dictionary插入dataCount條數據需要時間
            stopWatch.Reset();
            si = 0;
            stopWatch.Start();
            _hashEnum = _Dictionary.GetEnumerator();
            while (_hashEnum.MoveNext())
            {
                si++;
            }
            stopWatch.Stop();
            Console.WriteLine(" Dictionary遍歷時間：" + stopWatch.Elapsed + " ,遍歷采用Dictionary.GetEnumerator()方式");


            Console.WriteLine("\n-------------------------------------------------");
        }
    }

　　

　　四：從上面的結果可以看出

　　　　1.HashTable大數據量插入數據時需要花費比Dictionary大的多的時間。

　　　　2.for方式遍歷HashTable和Dictionary速度最快。

　　　　3.在foreach方式遍歷時Dictionary遍歷速度更快。

　　五：在單線程的時候使用Dictionary更好一些，多線程的時候使用HashTable更好。

　　　　因為HashTable可以通過Hashtable tab = Hashtable.Synchronized(new Hashtable());獲得線程安全的對象。

　　當然因為各自電腦的情況不一樣，可能會有部分誤差。如有問題，敬請斧正。