Почему словарь предпочтительнее Hashtable в C #?


1396

В большинстве языков программирования словари предпочтительнее хеш-таблиц. Каковы причины этого?


21
> Это не обязательно правда. Хеш-таблица - это реализация словаря. Типичный для этого, и он может быть по умолчанию в .NET, но по определению он не единственный. Я не уверен, что это требуется стандартом ECMA, но документация MSDN очень четко указывает на то, что он реализован как хеш-таблица. Они даже предоставляют класс SortedList для случаев, когда альтернатива более разумна.
Promit

15
@ Я всегда думал, что Dictionaryэто реализация Hashtable.
b1nary.atr0phy

2
Я думаю, причина в том, что в словаре вы можете определить тип ключа и значение для себя. Hashtable может принимать только объекты и сохранять пары на основе хеша (из object.GetHashCode ()).
Radinator

2
@Dan Ваша заявка совершенно ошибочна ... хеш-таблица содержит только один экземпляр каждого ключа, и поиск никогда не дает нескольких записей; если вы хотите связать несколько значений с каждым ключом, сделайте значение хеш-таблицы списком значений. Нет такой структуры данных, как «Словарь» ... Словарь - это просто имя, которое некоторые библиотеки используют для своей хэш-таблицы. например, вызывается неуниверсальная хеш-таблица C # HashTable. Когда они добавили дженерики в язык, они назвали дженериковую версию Dictionary. Оба хеш-таблицы.
Джим Балтер

3
@Dan Ваше утверждение ошибочно ... хеш-таблица ( en.wikipedia.org/wiki/Hash_table ) представляет собой конкретную реализацию словаря, то есть ассоциативного массива ( en.wikipedia.org/wiki/Associative_array ), и, будучи словарь, содержит только один экземпляр каждого ключа, и поиск никогда не дает несколько записей; если вы хотите связать несколько значений с каждым ключом, сделайте значение хеш-таблицы списком значений. И классы .NET Dictionary, и классы Hashtable являются хеш-таблицами.
Джим Балтер

Ответы:


1568

Для чего это стоит, словарь , является (концептуально) хэш - таблицу.

Если вы имели в виду «почему мы используем Dictionary<TKey, TValue>класс вместо Hashtableкласса?», То это простой ответ: Dictionary<TKey, TValue>это универсальный тип, а Hashtableне. Это означает, что вы получаете безопасность типов Dictionary<TKey, TValue>, потому что вы не можете вставить в нее какой-либо случайный объект и вам не нужно приводить значения, которые вы вынимаете.

Интересно, что Dictionary<TKey, TValue>реализация в .NET Framework основана на том Hashtable, что вы можете сказать из этого комментария в его исходном коде:

Общий словарь был скопирован из источника Hashtable

Источник


393
А также общие коллекции намного быстрее, так как здесь нет бокса / распаковки
Chris S

6
Не уверен насчет Hashtable с приведенным выше оператором, но для ArrayList vs List <t> это правда
Крис С

36
Hashtable использует Object для внутреннего хранения вещей (только не универсальный способ сделать это), поэтому он также должен был бы включать / отключать.
Гуванте

16
@BrianJ: «хэш-таблица» (два слова) - это термин в области компьютерных наук для такой структуры; Словарь - это конкретная реализация. HashTable примерно соответствует Dictionary <объект, объект> (хотя и с немного отличающимися интерфейсами), но оба являются реализациями концепции хеш-таблицы. И, конечно, просто чтобы еще больше сбить с толку, некоторые языки называют свои хеш-таблицы «словарями» (например, Python), но правильным термином CS по-прежнему является хеш-таблица.
Майкл Мэдсен

32
@BrianJ: И HashTable(класс), и Dictionary(класс) являются хеш-таблицами (концепция), но a HashTableне является a Dictionary, а также не является Dictionarya HashTable. Они используются очень похожими способами и Dictionary<Object,Object>могут действовать таким же нетипизированным способом, что и a HashTable, но они напрямую не разделяют какой-либо код (хотя части, вероятно, будут реализованы очень похожим образом).
Майкл Мэдсен

625

Dictionary<<< >>> Hashtableразличия:

  • Универсальный <<< >>> Неуниверсальный
  • Требуется собственная синхронизация потоков <<< >>> Предлагает потокобезопасную версию через Synchronized()метод
  • Пронумерованный предмет: KeyValuePair<<< >>> Пронумерованный предмет:DictionaryEntry
  • Более новые (> .NET 2.0 ) <<< >>> Старые (начиная с .NET 1.0 )
  • находится в System.Collections.Generic <<< >>> находится в System.Collections
  • Запрос на несуществующий ключ генерирует исключение <<< >>> Запрос на несуществующий ключ возвращает ноль
  • потенциально немного быстрее для типов значений <<< >>> немного медленнее (требуется упаковка / распаковка) для типов значений

Dictionary/ Hashtableсходства:

  • Оба являются внутренними хеш-таблицами == быстрый доступ к данным из многих элементов в соответствии с ключом
  • Оба требуют неизменных и уникальных ключей
  • Ключи обоих требуют собственного GetHashCode()метода

Аналогичные коллекции .NET (кандидаты на использование вместо словаря и Hashtable):

  • ConcurrentDictionary- потокобезопасен (может быть безопасно доступен из нескольких потоков одновременно)
  • HybridDictionary- оптимизированная производительность (для нескольких предметов, а также для многих предметов)
  • OrderedDictionary- значения могут быть доступны через индекс int (по порядку, в котором элементы были добавлены)
  • SortedDictionary- элементы автоматически сортируются
  • StringDictionary- строго типизирован и оптимизирован для строк

11
@ Guillaume86, вот почему вы используете TryGetValue вместо msdn.microsoft.com/en-us/library/bb347013.aspx
Trident D'Gao

2
+1 для StringDictionary... кстати, StringDictionaryэто не то же самое, что Dictionary<string, string>при использовании конструктора по умолчанию.
Ченг Чен

ParallelExtensionsExtras @ code.msdn.microsoft.com/windowsdesktop/… содержит ObservableConcurrentDictionary, который является отличной привязкой к ели, а также параллелизмом.
Проголосуй за кофе

3
удивительное объяснение, очень приятно, что вы также перечислили сходства, чтобы уменьшить количество вопросов, которые могут прийти в голову
MKB


178

Потому Dictionaryчто это обобщенный класс ( Dictionary<TKey, TValue>), так что доступ к его содержимому безопасен для типов (то есть вам не нужно Objectприводить из , как вы это делаете с Hashtable).

сравнить

var customers = new Dictionary<string, Customer>();
...
Customer customer = customers["Ali G"];

в

var customers = new Hashtable();
...
Customer customer = customers["Ali G"] as Customer;

Тем не менее, Dictionaryон реализован как хеш-таблица внутри, поэтому технически он работает так же.


88

К вашему сведению: в .NET, Hashtableпотокобезопасен для использования несколькими потоками читателей и одним потоком записи, в то время как вDictionary общедоступных статических членах они являются поточно-ориентированными, но не гарантируется, что все члены экземпляра будут поточно-ориентированными

Из-за этого нам пришлось изменить все наши словари Hashtable.


10
Веселье. Исходный код Dictionary <T> выглядит намного чище и быстрее. Возможно, лучше использовать словарь и реализовать собственную синхронизацию. Если чтение словаря должно быть актуальным, то вам просто нужно синхронизировать доступ к методам чтения / записи словаря. Было бы много блокировок, но это было бы правильно.
Трийнко

10
В качестве альтернативы, если ваши чтения не должны быть абсолютно актуальными, вы можете рассматривать словарь как неизменяемый. Затем вы можете получить ссылку на словарь и повысить производительность, вообще не синхронизируя чтения (так как он неизменен и по своей сути поточно-ориентирован). Чтобы обновить его, вы создаете полную обновленную копию словаря в фоновом режиме, а затем просто меняете ссылку на Interlocked.CompareExchange (при условии, что один поток записи; несколько потоков записи потребуют синхронизации обновлений).
Трийнко

38
В .Net 4.0 добавлен ConcurrentDictionaryкласс, в котором все открытые / защищенные методы реализованы как поточно-ориентированные. Если вам не нужно поддерживать устаревшие платформы, это позволит вам заменить Hashtableмногопоточный код: msdn.microsoft.com/en-us/library/dd287191.aspx
Дэн

Анонимный на помощь. Классный ответ.
unkulunkulu

5
Я вспоминаю, что читал, что HashTable является поточно-ориентированным для чтения и записи только в сценарии, где информация никогда не удаляется из таблицы. Если читатель запрашивает элемент, который находится в таблице, в то время как другой элемент удаляется, и читатель будет искать элемент в более чем одном месте, возможно, что во время поиска читателем писатель может переместить элемент из места, которое не было исследовано, в место, которое, таким образом, привело к ложному сообщению о том, что предмет не существует.
суперкат

68

В .NET разница между Dictionary<,>и HashTableв первую очередь заключается в том, что первый тип является универсальным типом, так что вы получаете все преимущества универсальных типов с точки зрения статической проверки типов (и сокращения объема упаковки, но это не так велико, как люди думают в Условия исполнения - для бокса есть определенная стоимость памяти).


34

Люди говорят, что словарь такой же, как хеш-таблица.

Это не обязательно правда. Хеш-таблица является одним из способов реализации словаря. Типичный в этом, и это может быть по умолчанию в .NET вDictionary классе, но по определению он не единственный.

С таким же успехом вы могли бы реализовать словарь, используя связанный список или дерево поиска, это было бы не так эффективно (по некоторым показателям эффективности).


4
Документы MS гласят: «Получение значения с использованием его ключа выполняется очень быстро, близко к O (1), потому что класс Dictionary <(Of <(TKey, TValue>)>) реализован в виде хеш-таблицы». - так что вам нужно гарантировать хеш-таблицу при работе с Dictionary<K,V>. IDictionary<K,V>может быть все что угодно :)
snemarch

13
@ rix0rrr - я думаю, что вы поняли это, словарь использует HashTable, а не HashTable использует словарь.
Джозеф Гамильтон

8
@JosephHamilton - rix0rrr правильно понял: «Хеш-таблица - это реализация словаря ». Он имеет в виду понятие «словарь», а не класс (обратите внимание на нижний регистр). Концептуально хеш-таблица реализует интерфейс словаря. В .NET словарь использует хеш-таблицу для реализации IDictionary. Это грязно;)
Роберт Хенсинг

Я говорил об этом в .NET, поскольку именно на это он ссылался в своем ответе.
Джозеф Гамильтон

2
@JosephHamilton: реализация (или реализация ) даже отдаленно не означает то же самое, что и использование . Наоборот. Возможно, было бы яснее, если бы он сказал это немного по-другому (но с тем же значением): «хеш-таблица - это один из способов реализации словаря». То есть, если вам нужна функциональность словаря, один из способов сделать это ( реализовать словарь) - это использовать хеш-таблицу.
ToolmakerSteve

21

Collections& Genericsполезны для обработки группы объектов. В .NET все объекты коллекций подчиняются интерфейсу IEnumerable, который в свою очередь имеет ArrayList(Index-Value))& HashTable(Key-Value). После .NET Framework 2.0, ArrayList& HashTableбыли заменены на List& Dictionary. Теперь Arraylist& HashTableбольше не используются в современных проектах.

Разница между HashTable& Dictionary, Dictionaryявляется общей, где Hastableне является общей . Мы можем добавить любой тип объекта HashTable, но при получении нам нужно привести его к требуемому типу. Таким образом, это не безопасно типа. Но для того dictionary, чтобы объявить себя, мы можем указать тип ключа и значение, поэтому нет необходимости приводить при получении.

Давайте посмотрим на пример:

Хеш-таблица

class HashTableProgram
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Hashtable ht = new Hashtable();
        ht.Add(1, "One");
        ht.Add(2, "Two");
        ht.Add(3, "Three");
        foreach (DictionaryEntry de in ht)
        {
            int Key = (int)de.Key; //Casting
            string value = de.Value.ToString(); //Casting
            Console.WriteLine(Key + " " + value);
        }

    }
}

Толковый словарь,

class DictionaryProgram
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Dictionary<int, string> dt = new Dictionary<int, string>();
        dt.Add(1, "One");
        dt.Add(2, "Two");
        dt.Add(3, "Three");
        foreach (KeyValuePair<int, String> kv in dt)
        {
            Console.WriteLine(kv.Key + " " + kv.Value);
        }
    }
}

2
вместо явного назначения типа данных для KeyValuePair, мы могли бы использовать var. Таким образом, это уменьшит набор текста - foreach (var kv in dt) ... просто предложение.
Рон

16

Толковый словарь:

  • Возвращает / выдает Exception, если мы пытаемся найти ключ, который не существует.

  • Это быстрее, чем Hashtable, потому что там нет упаковки и распаковки.

  • Только открытые статические члены являются потокобезопасными.

  • Словарь - это универсальный тип, который означает, что мы можем использовать его с любым типом данных (при создании необходимо указывать типы данных как для ключей, так и для значений).

    Пример: Dictionary<string, string> <NameOfDictionaryVar> = new Dictionary<string, string>();

  • Dictionay - это безопасная от типов реализация Hashtable, Keysи она Valuesстрого типизирована.

Хеш-таблица:

  • Он возвращает ноль, если мы пытаемся найти ключ, который не существует.

  • Это медленнее, чем словарь, потому что он требует упаковки и распаковки.

  • Все члены в Hashtable являются потокобезопасными,

  • Hashtable не является универсальным типом,

  • Hashtable - это слабо типизированная структура данных, мы можем добавлять ключи и значения любого типа.


«Возвращает / выдает исключение, если мы пытаемся найти ключ, который не существует». Нет, если вы используетеDictionary.TryGetValue
Джим Балтер

16

В расширенном исследовании структур данных с использованием C # на MSDN говорится, что есть также разница в стратегии разрешения коллизий :

Класс Hashtable использует технику, называемую перефразировкой .

Перефразировка работает следующим образом: есть набор хеш-функций, H 1 ... H n , и при вставке или извлечении элемента из хеш-таблицы первоначально используется хеш-функция H 1 . Если это приводит к столкновению, вместо этого пробуют H 2 и далее до H n, если необходимо.

Словарь использует технику, называемую цепочкой .

При перефразировании в случае коллизии хэш пересчитывается, и пробуется новый слот, соответствующий хэшу. Однако при связывании вторичная структура данных используется для хранения любых коллизий . В частности, каждый слот в Словаре имеет массив элементов, которые отображаются на этот сегмент. В случае коллизии, элемент коллизии добавляется в список сегмента.


16

Начиная с .NET Framework 3.5 есть еще один, HashSet<T>который предоставляет все плюсы, Dictionary<TKey, TValue>если вам нужны только ключи и никаких значений.

Поэтому, если вы используете a Dictionary<MyType, object>и всегда устанавливаете значение для nullимитации типовой безопасной хеш-таблицы, вам следует подумать о переключении на HashSet<T>.


14

Это Hashtableслабо типизированная структура данных, поэтому вы можете добавлять ключи и значения любого типа в Hashtable. DictionaryКласс является типобезопасными Hashtableреализациями, а ключи и значение сильно типизированными. При создании Dictionaryэкземпляра необходимо указать типы данных как для ключа, так и для значения.


11

Обратите внимание, что MSDN говорит: «Словарь <(Of <(TKey, TValue>)>) реализован как хеш-таблица », а не «Словарь <(Of <(TKey, TValue>)>) класс реализован как HashTable »

Словарь НЕ реализован как HashTable, но он реализован в соответствии с концепцией хеш-таблицы. Реализация не связана с классом HashTable из-за использования Generics, хотя внутри Microsoft могла бы использовать тот же код и заменить символы типа Object на TKey и TValue.

В .NET 1.0 Generics не существовало; именно здесь изначально начинались HashTable и ArrayList.


Можете ли вы исправить эту цитату MSDN? Что-то отсутствует или не так; это не грамматически и несколько непонятно.
Питер Мортенсен

10

Хеш-таблица:

Ключ / значение будет преобразован в тип объекта (бокс) при сохранении в куче.

Ключ / значение необходимо преобразовать в нужный тип при чтении из кучи.

Эти операции очень дороги. Нам нужно как можно больше избегать коробок / распаковок.

Толковый словарь : универсальный вариант HashTable.

Нет бокса / распаковки. Никаких преобразований не требуется.


8

Объект Hashtable состоит из сегментов, которые содержат элементы коллекции. Ведро - это виртуальная подгруппа элементов в Hashtable, которая делает поиск и извлечение данных проще и быстрее, чем в большинстве коллекций .

Класс Dictionary имеет ту же функциональность, что и класс Hashtable. Словарь определенного типа (кроме Object) имеет лучшую производительность, чем Hashtable для типов значений, потому что элементы Hashtable имеют тип Object, и, следовательно, упаковка и распаковка обычно происходят при сохранении или получении типа значения.

Для дальнейшего чтения: Типы Hashtable и Коллекция словарей


7

Еще одно важное отличие состоит в том, что Hashtable является потокобезопасным. Hashtable имеет встроенную безопасность потоков для нескольких считывателей / писателей (MR / SW), что означает, что Hashtable позволяет ОДНОМ записывающему устройству вместе с несколькими считывателями без блокировки.

В случае словаря нет безопасности потока; если вам нужна безопасность потоков, вы должны реализовать собственную синхронизацию.

Чтобы уточнить дальше:

Hashtable обеспечивает некоторую безопасность потока через Synchronizedсвойство, которое возвращает потокобезопасную оболочку вокруг коллекции. Оболочка работает, блокируя всю коллекцию при каждой операции добавления или удаления. Поэтому каждый поток, который пытается получить доступ к коллекции, должен ждать своей очереди, чтобы взять одну блокировку. Это не масштабируется и может привести к значительному снижению производительности для больших коллекций. Также дизайн не полностью защищен от гонок.

Классы коллекций .NET Framework 2.0, такие как List<T>, Dictionary<TKey, TValue>и т. Д., Не обеспечивают никакой синхронизации потоков; код пользователя должен обеспечивать всю синхронизацию, когда элементы добавляются или удаляются в нескольких потоках одновременно

Если вам нужна безопасность типов, а также безопасность потоков, используйте классы одновременных коллекций в .NET Framework. Дальнейшее чтение здесь .

Дополнительным отличием является то, что когда мы добавляем несколько записей в словарь, порядок, в котором они добавляются, сохраняется. Когда мы получаем элементы из словаря, мы получим записи в том же порядке, в котором мы их вставили. Принимая во внимание, что Hashtable не сохраняет порядок вставки.


Из того, что я понимаю, Hashsetгарантии безопасности потоков MR / SW в сценариях использования, которые не включают удаления . Я думаю, что он должен был быть полностью безопасным для MR / SW, но безопасная обработка удалений значительно увеличивает затраты на безопасность MR / SW. Несмотря на то, что в Dictionaryсценариях без удаления проектирование могло бы обеспечить безопасность MR / SW с минимальными затратами, я думаю, что MS хотела бы не рассматривать сценарии без удаления как «особые».
суперкат

5

Еще одно отличие, которое я могу понять:

Мы не можем использовать словарь <KT, VT> (generics) с веб-сервисами. Причина в том, что ни один стандарт веб-службы не поддерживает стандарт дженериков.


Мы можем использовать общие списки (List <string>) в веб-сервисе на основе мыла. Но мы не можем использовать словарь (или хеш-таблицу) в веб-сервисе. Я думаю, что причина этого в том, что .net xmlserializer не может обработать объект словаря.
Сиддхарт

5

Dictionary<> является универсальным типом, и поэтому он безопасен.

Вы можете вставить любой тип значения в HashTable, и это может иногда вызывать исключение. Но Dictionary<int>будет принимать только целочисленные значения и аналогично Dictionary<string>будет принимать только строки.

Итак, лучше использовать Dictionary<>вместо HashTable.


0

В большинстве языков программирования словари предпочтительнее хеш-таблиц

Я не думаю, что это обязательно так, у большинства языков есть один или другой, в зависимости от терминологии, которую они предпочитают .

Однако в C # очевидной причиной (для меня) является то, что C # HashTables и другие члены пространства имен System.Collections в значительной степени устарели. Они присутствовали в c # V1.1. Они были заменены из C # 2.0 классами Generic в пространстве имен System.Collections.Generic.


Одним из преимуществ хеш-таблицы над словарем является то, что если в словаре не существует ключа, он выдаст ошибку. Если ключ не существует в хеш-таблице, он просто возвращает ноль.
Билл Норман,

В C # я бы по-прежнему избегал использования System.Collections.Hashtable, так как они не имеют преимущества обобщений. Вы можете использовать словарь TryGetValue или HasKey, если вы не знаете, существует ли ключ.
kristianp

К сожалению, не HasKey, это должен быть ContainsKey.
kristianp

-3

Согласно тому, что я вижу с помощью .NET Reflector :

[Serializable, ComVisible(true)]
public abstract class DictionaryBase : IDictionary, ICollection, IEnumerable
{
    // Fields
    private Hashtable hashtable;

    // Methods
    protected DictionaryBase();
    public void Clear();
.
.
.
}
Take note of these lines
// Fields
private Hashtable hashtable;

Таким образом, мы можем быть уверены, что DictionaryBase использует HashTable внутри.


16
System.Collections.Generic.Dictionary <TKey, TValue> не является производным от DictionaryBase.
2010 года

«Таким образом, мы можем быть уверены, что DictionaryBase использует HashTable внутри». - Это хорошо, но это не имеет никакого отношения к вопросу.
Джим Балтер
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.