C#中Dictionary的内部实现剖析-c# dictionary

了解Dictionary的开发人员都了解，和List相比，字典添加会慢，但是查找会比较快，那么Dictionary是如何实现的呢？

Dictionary的构造

下面的代码我看看Dictionary在构造时都做了什么：

private void Initialize(int capacity)
        {
            int prime = HashHelpers.GetPrime(capacity);
            this.buckets = new int[prime];
            for (int i = 0; i < this.buckets.Length; i++)
            {
                this.buckets[i] = -1;
            }
            this.entries = new Entry<TKey, TValue>[prime];
            this.freeList = -1;
        }

我们看到，Dictionary在构造的时候做了以下几件事：

初始化一个this.buckets = new int[prime]
初始化一个this.entries = new Entry<TKey, TValue>[prime]
Bucket和entries的容量都为大于字典容量的一个最小的质数

其中this.buckets主要用来进行Hash碰撞，this.entries用来存储字典的内容，并且标识下一个元素的位置。

我们以Dictionary<int,string> 为例，来展示一下Dictionary如何添加元素：

首先，我们构造一个:

Dictionary<int, string> test = new Dictionary<int, string>(6);

初始化后：

添加元素时，集合内部Bucket和entries的变化

Test.Add(4,”4″)后：

根据Hash算法： 4.GetHashCode()%7= 4,因此碰撞到buckets中下标为4的槽上，此时由于Count为0，因此元素放在Entries中第0个元素上，添加后Count变为1

Test.Add(11,”11″)

根据Hash算法 11.GetHashCode()%7=4,因此再次碰撞到Buckets中下标为4的槽上，由于此槽上的值已经不为-1，此时Count=1，因此把这个新加的元素放到entries中下标为1的数组中，并且让Buckets槽指向下标为1的entries中，下标为1的entry之下下标为0的 entries。

Test.Add(18,”18″)

我们添加18，让HashCode再次碰撞到Buckets中下标为4的槽上，这个时候新元素添加到count+1的位置，并且Bucket槽指向新元素，新元素的Next指向Entries中下标为1的元素。此时你会发现所有hashcode相同的元素都形成了一个链表，如果元素碰撞次数越多，链表越长。所花费的时间也相对较多。