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C#的Dictionary是什么?如何高效地存储和检索键值对?

星降

星降

发布时间:2025-11-11 11:07:03

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来源于php中文网

原创

使用 Dictionary 时应选择合适键类型,如 string 或 int,并注意大小写敏感问题;自定义键需重写 GetHashCode 和 Equals 方法;预设初始容量以减少扩容开销;优先使用 TryGetValue 安全高效访问值;避免 Add 重复键异常,推荐 TryAdd 或直接赋值更新;合理利用 GetOrAdd 实现缓存,从而充分发挥其 O(1) 性能优势。

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Dictionary 是 C# 中用于存储键值对(key-value pairs)的泛型集合类型,位于 System.Collections.Generic 命名空间下。它允许你通过唯一的键快速查找对应的值,类似于现实生活中的字典——通过单词找释义。

它的核心特点是:键必须唯一,值可以重复;支持高效的插入、删除和查找操作,平均时间复杂度为 O(1)。

如何高效地使用 Dictionary 存储和检索键值对?

选择合适的键类型

最常用的键类型是 string 和 int。string 类型作为键时需注意大小写敏感问题,默认情况下 "Key" 和 "key" 被视为不同的键。如果需要忽略大小写,可以在构造时指定 StringComparer:

var dict = new Dictionary(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);

自定义类型作为键时,必须重写 GetHashCode 和 Equals 方法,否则可能导致无法正确查找或哈希冲突严重。

避免频繁扩容以提升性能

Dictionary 内部基于哈希表实现,当元素数量超过当前容量时会自动扩容(通常是翻倍),这涉及重新计算所有键的哈希并复制数据,开销较大。

如果你能预估键值对的数量,在初始化时设置初始容量可减少扩容次数:

var dict = new Dictionary(1000); // 预分配空间

安全高效地访问值

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推荐使用 TryGetValue 方法来读取值,它在一个操作中完成“判断是否存在 + 获取值”,比先 ContainsKey 再索引更高效:

if (dict.TryGetValue("key", out var value)) { /* 使用 value */ }

直接用索引器 dict["key"] 访问不存在的键会抛出 KeyNotFoundException,应确保键存在或配合 ContainsKey 使用。

合理处理添加与更新逻辑

使用 Add 方法添加新键值对时,若键已存在会抛异常。若希望更新已有键的值,可以直接赋值:dict[key] = newValue;

从 .NET 6 开始,可以使用 GetOrAdd 和 TryAdd 等扩展方法简化逻辑:

dict.TryAdd(key, newValue); // 仅当键不存在时添加

dict.GetOrAdd(key, k => ExpensiveValueFactory(k)); // 缓存模式常用

基本上就这些。只要注意键的设计、初始化容量和访问方式,Dictionary 就能发挥出接近常数时间的高性能表现。

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