在大多数编程语言中,字典比哈希表更受欢迎。这背后的原因是什么?


因为Dictionary是一个泛型类(Dictionary<TKey,TValue>),所以访问其内容是类型安全的(即,不需要像Hashtable那样从Object转换)。

比较

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

to

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

然而,Dictionary在内部实现为哈希表,因此技术上它的工作方式相同。


在.NET中,Dictionary<,>和HashTable之间的区别主要在于前者是一种泛型类型,因此在静态类型检查方面可以获得泛型的所有好处(以及减少装箱,但这并不像人们在性能方面所想的那么大-尽管装箱会有一定的内存成本)。


Hashtable是一个松散类型的数据结构,因此您可以向Hashtable添加任何类型的键和值。Dictionary类是类型安全的Hashtable实现,键和值是强类型的。创建字典实例时,必须为键和值指定数据类型。


从概念上讲,字典是一个哈希表。

如果你的意思是“为什么我们使用Dictionary<TKey,TValue>类而不是Hashtable类?”,那么答案很简单:Dictionary>TKey,TValue>是泛型类型,Hashtable不是。这意味着你可以通过Dictionary<TKey,TValue>获得类型安全性,因为你不能在其中插入任何随机对象,也不必强制转换你取出的值。

有趣的是,.NET Framework中的Dictionary<TKey,TValue>实现是基于Hashtable的,您可以从其源代码中的注释中看出:

通用字典已从Hashtable的源复制

来源


仅供参考:在.NET中,Hashtable是线程安全的,可供多个读线程和一个写线程使用,而在Dictionary中,公共静态成员是线程安全,但不能保证任何实例成员都是线程安全。

因此,我们不得不将所有词典改回Hashtable。


人们说字典和哈希表是一样的。

这不一定是真的。哈希表是实现字典的一种方法。这是一个典型的例子,它可能是.NET中Dictionary类中的默认例子,但根据定义,它不是唯一的例子。

你同样可以使用链接列表或搜索树来实现字典,但它并没有那么高效(对于一些高效的度量)。


我能发现的另一个区别是:

我们不能在web服务中使用Dictionary<KT,VT>(泛型)。原因是没有web服务标准支持泛型标准。


注意,文档中说:“Dictionary<(Of<(TKey,TValue>)>)类是作为哈希表实现的”,而不是“Dictionary<(Of<(TKey,TValue>)>类是作为HashTable实现的”

字典没有实现为哈希表,但它是按照哈希表的概念实现的。由于使用了泛型,该实现与HashTable类无关,尽管微软内部可能使用了相同的代码,并用TKey和TValue替换了Object类型的符号。

在.NET 1.0中,泛型不存在;这是HashTable和ArrayList最初开始的地方。


根据我使用.NET Reflector所看到的:

[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;

因此,我们可以确定DictionaryBase在内部使用HashTable。


差异

Dictionary Hashtable
Generic Non-Generic
Needs own thread synchronization Offers thread safe version through Synchronized() method
Enumerated item: KeyValuePair Enumerated item: DictionaryEntry
Newer (> .NET 2.0) Older (since .NET 1.0)
is in System.Collections.Generic is in System.Collections
Request to non-existing key throws exception Request to non-existing key returns null
potentially a bit faster for value types bit slower (needs boxing/unboxing) for value types

相似之处:

两者都是内部哈希表==根据关键字快速访问许多项数据两者都需要不可变和唯一的密钥两者的键都需要自己的GetHashCode()方法

其他.NET集合:

(要使用的候选项,而不是字典和哈希表)

ConcurrentDictionary-线程安全(可以从多个线程同时安全访问)HybridDictionary-优化的性能(适用于少数项目,也适用于许多项目)OrderedDictionary-值可以通过int索引访问(按添加项的顺序)SortedDictionary-自动排序的项目StringDictionary-强类型并针对字符串进行了优化(现在不推荐使用Dictionary<string,string>)


Dictionary<>是泛型类型,因此它是类型安全的。

您可以在HashTable中插入任何值类型,这有时可能会引发异常。但是Dictionary<int>只接受整数值,类似地Dictionary><string>只接受字符串。

因此,最好使用Dictionary<>而不是HashTable。


集合和泛型对于处理一组对象非常有用。在.NET中,所有集合对象都位于接口IEnumerable下,该接口又具有ArrayList(索引值)和HashTable(键值)。在.NET framework 2.0之后,ArrayList和HashTable被List和Dictionary取代。现在,Arraylist和HashTable在现在的项目中不再使用。

谈到HashTable和Dictionary之间的区别,Dictionary是泛型的,而Hastable不是泛型的。我们可以向HashTable中添加任何类型的对象,但在检索时需要将其转换为所需的类型。因此,它不是类型安全的。但对于字典,在声明自身时,我们可以指定键和值的类型,因此在检索时不需要强制转换。

我们来看一个示例:

散列表

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);
        }

    }
}

词典

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);
        }
    }
}

自.NET Framework 3.5以来,还有一个HashSet<T>,它提供了字典<TKey,TValue>的所有优点,如果您只需要键而不需要值。

因此,如果您使用Dictionary<MyType,object>并始终将值设置为null以模拟类型安全哈希表,您可能应该考虑切换到HashSet<T>。


Hashtable对象由包含集合元素的桶组成。bucket是Hashtable中元素的虚拟子组,这使得搜索和检索比大多数集合更容易和更快。

Dictionary类具有与Hashtable类相同的功能。对于值类型,特定类型(而不是Object)的字典比Hashtable具有更好的性能,因为Hashtable的元素属于Object类型,因此,如果存储或检索值类型,通常会进行装箱和取消装箱。

进一步阅读:哈希表和字典集合类型


字典:

如果我们试图找到不存在的键,它将返回/抛出异常。它比哈希表更快,因为没有装箱和拆箱。只有公共静态成员是线程安全的。字典是一种通用类型,这意味着我们可以将它与任何数据类型一起使用(创建时,必须为键和值指定数据类型)。示例:Dictionary<string,string><NameOfDictionaryVar>=新字典<string,string>();字典是Hashtable的类型安全实现,键和值是强类型的。

哈希表:

如果我们试图找到一个不存在的键,它将返回null。它比字典慢,因为它需要装箱和拆箱。Hashtable中的所有成员都是线程安全的,Hashtable不是泛型类型,哈希表是松散类型的数据结构,我们可以添加任何类型的键和值。


MSDN上的《使用C#对数据结构进行广泛检查》一文指出,冲突解决策略也存在差异:

Hashtable类使用一种称为rehashing的技术。

Rehashing的工作原理如下:有一组哈希不同的函数,H1。。。Hn,并且当从哈希中插入或检索项时表中,最初使用H1哈希函数。如果这导致如果需要,则尝试H2,然后继续到Hn。

字典使用了一种称为链接的技术。

通过重新散列,在发生冲突时,将重新计算哈希,并尝试与哈希对应的新槽。然而,通过链接,使用辅助数据结构来保存任何碰撞。具体来说,字典中的每个插槽都有一个数组映射到该存储桶的元素。如果发生碰撞冲突元素被添加到桶的列表中。


另一个重要的区别是Hashtable是线程安全的。Hashtable具有内置的多读取器/单写入器(MR/SW)线程安全性,这意味着Hashtable允许一个写入器与多个读取器一起使用,而无需锁定。

在Dictionary的情况下,没有线程安全;如果需要线程安全,则必须实现自己的同步。

进一步阐述:

Hashtable通过Synchronized属性提供了一些线程安全性,该属性返回集合周围的线程安全包装。包装器通过在每次添加或删除操作时锁定整个集合来工作。因此,每个试图访问集合的线程都必须等待轮到它获取一个锁。这是不可扩展的,可能会导致大型集合的性能显著下降。此外,该设计没有完全保护免受比赛条件的影响。.NET Framework 2.0集合类(如List<T>、Dictionary<TKey、TValue>等)不提供任何线程同步;当在多个线程上同时添加或删除项时,用户代码必须提供所有同步

如果需要类型安全和线程安全,请在.NETFramework中使用并发集合类。在这里进一步阅读。

另外一个区别是,当我们在字典中添加多个条目时,条目的添加顺序保持不变。当我们从字典中检索条目时,我们将按照插入它们的相同顺序获取记录。而Hashtable不保留插入顺序。


哈希表:

键/值将在存储到堆中时转换为对象(装箱)类型。

从堆中读取时,需要将键/值转换为所需的类型。

这些操作成本很高。我们需要尽可能避免装箱/拆箱。

字典:HashTable的泛型变体。

禁止装箱/拆箱。无需转换。


在大多数编程语言中,字典优先于哈希表

我认为这不一定是真的,大多数语言都有这两种语言,这取决于他们喜欢的术语。

然而,在C#中,很明显的原因(对我来说)是C#HashTables和System.Collections命名空间的其他成员在很大程度上已经过时了。它们出现在c#V1.1中。它们已从C#2.0替换为System.Collections.Generic命名空间中的Generic类。