聚拢是还是不是落到实处ICollection接口及其泛型版本皇冠现金app,可是Hashtable是线程安全的

C#的集合类命名空间介绍:

一. Dictionary与Hashtable

Dictionary与Hashtable都是.Net
Framework中的字典类,可以基于敏捷搜索

六头的表征大体上是如出一辙的,有时可以把Dictionary<K,V>看做是Hashtable的泛型版本。但是Hashtable是线程安全的,Dictionary是有序的。

字典的属性取决于键类型的GetHashCode()方法的落成代码。

键类型也非得兑现IEquatable<T>.Equals()方法,并且只要A.Equals(B)重返true,则A和B的GetHashCode()也必须重返相同的值。

 

Dictionary

  • 有泛型优势(类型安全,性能更好),对于值类型,不设有装箱和拆箱的性质损耗
  • 读取速度快(突显在单条数据上)
  • 容量利用更丰盛
  • 以不变应万变(遍历时输出的顺序就是投入的相继)

Hashtable

  • 符合二十四线程
  • 透过静态方法Synchronize方法可得到完全线程安全的类型
  • 无序

 

// 程序集
mscorlib.dll
System.dll
System.Core.dll
// 命名空间
using System.Collections:集合的接口和类
using System.Collections.Generic:泛型集合的接口和类,强类型安全
using System.Collections.Specialized:专用的和强类型的集合 
using System.Collections.Concurrent:线程安全的集合 

二.List与Dictionary

List有点类似于Dictionary。二者都拥有应用泛型的长处,Dictionary没有在内存中移动继续元素的特性费用。

List是在数组的根基上做的包裹,遍历查询更快(数据较多时),Dictionary单条查询更快

引用某一篇小说的解析:

style=”font-size: 13px;”>同样是集合,为什么性能会有这样的差距。我们要从存储结构和操作系统的原理谈起。 style=”font-size: 13px;”> 

style=”font-size: 13px; color: #808080;”>首先我们清楚List<T>是对数组做了一层包装,我们在数据结构上称之为线性表,而线性表的概念是,在内存中的连续区域,除了首节点和尾节点外,每个节点都有着其唯一的前驱结点和后续节点。我们在这里关注的是连续这个概念。

style=”font-size: 13px; color: #808080;”>而HashTable或者Dictionary,他是根据Key和Hash算法分析产生的内存地址,因此在宏观上是不连续的,虽然微软对其算法也进行了很大的优化。

style=”font-size: 13px; line-height: 1.5; color: #808080; background-color: initial;”>由于这样的不总是,在遍历时,Dictionary必然会暴发大批量的内存换页操作,而List只须求进行最少的内存换页即可,那就是List和Dictionary在遍历时效能差别的根本原因。

 

style=”font-size: 13px;”>6. 再谈Dictionary style=”font-size: 13px;”> 

style=”font-size: 13px;”>也许很多人说,既然Dictionary如此强大,那么我们为什么不用Dictionary来代替一切集合呢? style=”font-size: 13px;”> 

style=”font-size: 13px;”>在这里我们除了刚才的遍历问题,还要提到Dictionary的存储空间问题,在Dictionary中,除了要存储我们实际需要的Value外,还需要一个辅助变量Key,这就造成了内存空间的双重浪费。 style=”font-size: 13px;”> 

style=”font-size: 13px;”>而且在尾部插入时,List只需要在其原有的地址基础上向后延续存储即可,而Dictionary却需要经过复杂的Hash计算,这也是性能损耗的地方。 style=”line-height: 1.5; background-color: initial;”> 

 

 

简易的做了下测试

皇冠现金app 1皇冠现金app 2

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

namespace ConsoleApp
{
    class Program
    {
        public const int TOTAL_COUNT = 1000000;

        public static void Main(string[] args)
        {
            ListTest();
            DicTest();
            HashtableTest();
            ListInsertTest();
        }

        private static void HashtableTest()
        {
            Hashtable ht = new Hashtable();
            for (int i = 0; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                ht.Add(i, new Model { Num = i });
            }
        }

        public static void ListTest()
        {
            List<Model> list = new List<Model>();
            for (int i = 0; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                list.Add(new Model { Num = i });
            }
        }
        public static void ListInsertTest()
        {
            List<Model> list = new List<Model>();
            list.Insert(0, new Model { Num = 0 });
            list.Insert(1, new Model { Num = 1 });
            for (int i = 2; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                list.Insert(1,new Model { Num = i });
            }
        }

        public static void DicTest()
        {
            Dictionary<int, Model> dic = new Dictionary<int, Model>();
            for (int i = 0; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                dic.Add(i, new Model { Num = i });
            }
        }

        public class Model
        {
            public int Num { set; get; }
        }
    }
}

测试代码

 

本条测试总共有多个插入数据形式:Hashtable.Add,Dictionary.Add,List.Add,List.Insert

字典中插入的Key都是int类型。 结果如下

皇冠现金app 3

 

主意中插入次数都是100W  因为其实等不下来了,就中途甘休了。

不过那基本不影响分析结果,因为拖后腿的是List.Insert,在只举行了28W的状态下就已经占到了总耗时的95%。

从结果中可以看到插入效用依次是 List.Add
-> Dictionary.Add -> Hashtable.Add -> List.Insert

本条结果也合乎地点的分析。

 

下边在实测一下遍历

皇冠现金app 4皇冠现金app 5

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

namespace ConsoleApp
{
    class Program
    {
        public const int TOTAL_COUNT = 1000000;

        public static void Main(string[] args)
        {
            List<Model> list = new List<Model>();
            for (int i = 0; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                list.Add(new Model { Num = i });
            }

            Hashtable ht = new Hashtable();
            for (int i = 0; i < TOTAL_COUNT; i++)
            {
                ht.Add(i,new Model { Num = i });
            }

            Dictionary<int, Model> dic = list.ToDictionary(l=>l.Num);

            ListTest(list);
            DicTest(dic);
            HashtableTest(ht);
        }

        private static void HashtableTest(Hashtable ht)
        {
            foreach (var key in ht.Keys)
            {
                var rst = ht[key];
            }
        }

        public static void ListTest(List<Model> list)
        {
            foreach (var item in list)
            {
                var rst = item;
            }
        }

        public static void DicTest(Dictionary<int, Model> dic)
        {
            foreach (var key in dic.Keys)
            {
                var rst = dic[key];
            }
        }

        public class Model
        {
            public int Num { set; get; }
        }
    }
}

遍历测试代码

 

还是100W条数据

皇冠现金app 6

 

List -> Dictionary -> Hashtable

 

 

有关小说:Dictionary<T1,T2>和List<T>哪个功能更好

 

 

集合基于ICollection接口、IList接口、IDictionary接口及其泛型接口版本、IEnumerable接口及其泛型版本,其中接口IList和IDictionary均从ICollection接口和IEnumerable接口派生,因而具有集合全部直接或直接基于ICollection接口和IEnumerable接口:

  • 泛型IEnumerable接口继承IEnumerable接口,IEnumerable接口无父接口;
  • 泛型ICollection接口继承泛型IEnumerable接口和IEnumerable接口,ICollection接口继承IEnumerable接口;
  • 享有集合均达成IEnumerable接口,泛型集合均贯彻IEnumerable<T>接口;
  • 持有集合(除StringDictionary、HashSet<T>)均落到实处ICollection接口,泛型集合(除Stack<T>、Queue<T>)均落到实处ICollection<T>接口;

:集合是不是落实ICollection接口及其泛型版本,注意两者的接口定义即可。

  • IEnumerable – IEnumerable<T>:支持枚举器;
  • IList、IList<T>:支持索引访问;
  • IDictionary、IDictionary<T>:协理键值访问;

关于字典集的枚举访问

  • 非泛型字典集类(除StringDictionary、NameValueCollection是常常的枚举器直接回到集合元素)枚举时再次来到DictionaryEntry对象:

    foreach (DictionaryEntry de in myXxx) {

    Console.WriteLine(de.Key, + ": " + de.Value);
    

    } 

  • 泛型字典集类枚举时重返KeyValuePair对象:

    foreach (KeyValuePair kvp in myGenericXxxDic){

    Console.WriteLine(kvp.Key + ": " + kvp.Value);
    

    }

参考

ICollection – ICollection<T>

style=”font-size: 16px;”>ICollection:所有非泛型集合的轻重缓急、枚举器和协办方法

public interface ICollection : IEnumerable {
    int Count { get; }
    bool IsSynchronized { get; } // 对ICollection的访问是否是同步的(线程安全)
    object SyncRoot { get; } // 获取可用于对ICollection同步访问的对象
    void CopyTo(Array array, int index);
}

style=”font-size: 16px;”>ICollection<T>:泛型集合的属性方法

public interface ICollection<T> : IEnumerable<T>, IEnumerable {
    int Count { get; }
    bool IsReadOnly { get; }
    void Add(T item);
    bool Remove(T item);
    void Clear();
    bool Contains(T item);
    void CopyTo(T[] array, int arrayIndex);
}

皇冠现金app 7

注:使用可变集合时,若不点名initCapacity,系统会选择默许的initCapacity。当元素个数超越initCapacity时,先在中间重新构建(二倍扩展)一个凑合,再将原集合中的元素复制到新集合中。提出实例化可变集合时指定一个针锋相对较大的initCapacity,防止在向可变集合中拉长多量因素时因聚集增添容量带来的性质损失。

数组:Array – ArrayList – List<T>

真相是数组完毕、帮助索引访问。五个类都达成IList接口,List<T>泛型类还落到实处IList<T>泛型接口,List<T>是ArrayList对应的泛型版本完毕。

参考:.net集合类的钻研–Array,
ArrayList,
List<T>

style=”font-size: 16px; color: #ff6600;”>Array:抽象类,提供属性和艺术操作(创设、搜索、排序)数组,用作所有数组的基类

数组是独具同等类型的多少个目的的汇集,所有数组均继承System.Array类。类型安全、非线程安全。

  • 长度固定,不可能伸缩,但数组可有多少个维度;
  • 可读可写,但无法声称只读数组;
  • 辅助下标索引访问,五回获得或设置一个要素的值;
  • 数组必须申明元素的种类;

抽象类,不可以使用构造函数创制数组,不过足以经过Array类的静态方法CreateInstance()创立数组:

// 创建索引从0开始、具有指定System.Type和长度的一维System.Array
public static Array CreateInstance(Type elementType, int length);

C# – Array类代码  

对于数据类型一致和容量固定的气象,首选数组、性能高,且数组存储数据对GC友好。

public abstract class Array : ICloneable, IList, ICollection, IEnumerable, IStructuralComparable, IStructuralEquatable {
    public int Length { get; }
    public long LongLength { get; }  // 64位长度
    public int Rank { get; }  // 维数(秩)
    public object SyncRoot { get; }
    public bool IsSynchronized { get; }
    public bool IsReadOnly { get; }

    public static Array CreateInstance(Type elementType, int len);  // 创建Array实例
    public void Initialize(); // 调用值类型的默认构造函数,初始化Array的元素
    public object Clone();    // 浅表副本
    public static ReadOnlyCollection<T> AsReadOnly<T>(T[] arr); // 返回指定数组的只读版本
    public static void Clear(Array array, int index, int length);
    public static void Resize<T>(ref T[] arr, int newSize);  // 重置数组大小
    // 指定维度的长度、下界、上界
    public int GetLength(int dimension);
    public int GetLower/UpperBound(int dimension);
    public static int BinarySearch(XXX xxx);
    public static int Sort(XXX xxx);
    public static void Reverse(Array arr [, int idx, int len]);
    public object Get/SetValue(int index);
    public static int IndexOf(Array array, object value);
    public static int LastIndexOf(Array array, object value);
    public static void Copy(Array srcArr, Array destArr, int len);
    public void CopyTo(Array array, int index);
    public IEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    // 函数式编程
    public static void ForEach<T>(T[] array, Action<T> action); // 对指定数组的每个元素执行指定操作
    public static bool Exists<T>(T[] array, Predicate<T> match);
    public static T Find<T>(T[] array, Predicate<T> match);
    public static T FindLast<T>(T[] array, Predicate<T> match);
    public static T[] FindAll<T>(T[] array, Predicate<T> match);
    public static int FindIndex<T>(T[] arr, [int startIdx, int cnt,] Predicate<T> match);
    public static int FindLastIndex<T>(T[] arr, [int startIdx, int cnt,] Predicate<T> match);
}

style=”font-size: 16px; color: #ff6600;”>ArrayList: 使用大小可按需动态增添的数组达成IList接口

动态数组,Array的复杂版本(ArrayList是对Array的卷入,实际数目操作如故针对Array)、速度略慢,针对任意档次的因素(可为null)、任意长度,非类安全型、非线程安全。

原理完成

ArrayList内部维护一个数组,内置_items数组默认长度为4:

private object[] _items;
private static readonly object[] emptyArray = new object[0];  // 用于初始化数组_items
private const int _defaultCapacity = 4;

初始化ArrayList:

皇冠现金app 8

ArrayList扩容:

皇冠现金app 9

选取示例

ArrayList myArrayList = new ArrayList();
Object obj = null; myArrayList.Add(obj);  // 元素类型为Object,可为null
myArrayList.Add(null);   // 元素可为空null
myArrayList.Add(null);   // 空null可重复添加 

线程安全性

中间类SyncArrayList是继承ArrayList类的私有类,通过lock同步构造lock(this._root)完结线程安全。

  • SyncRoot属性

皇冠现金app 10

  • Synchronized()方法

    ArrayList mySyncArrayList = ArrayList.Synchronized(myArrayList); 

皇冠现金app 11

C#-ArrayList类代码

public class ArrayList : IList, ICollection, IEnumerable, ICloneable {
    public virtual int Capacity { get; set; }
    public virtual int Count { get; } 
    public virtual bool IsReadOnly { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; } 
    public virtual object SyncRoot { get; } 
    public virtual object this[int index] { get; set; }  // 索引访问器

    public ArrayList();
    public ArrayList(int capacity);
    public ArrayList(ICollection c);
    public virtual IEnumerator GetEnumerator([int idx, int cnt]); // 枚举器
    public virtual object Clone(); // 创建ArrayList的浅表副本
    public virtual ArrayList GetRange(int idx, int cnt); // 子集
    public virtual void SetRange(int idx, ICollection c); // 设置ArrayList的值
    public static ArrayList ReadOnly(ArrayList list); // 返回只读的ArrayList包装
    public static IList ReadOnly(IList list); // 返回只读的IList包装
    public static ArrayList Synchronized(ArrayList list); // 返回线程同步的ArrayList包装
    public static IList Synchronized(IList list); // 返回线程同步的IList包装
    public static ArrayList Adapter(IList list);  // 返回IList的ArrayList包装
    public virtual int Add(object val);
    public virtual void AddRange(ICollection c);
    public virtual void Insert(int idx, object val);
    public virtual void InsertRange(int idx, ICollection c);
    public virtual void Remove(object obj);
    public virtual void RemoveAt(int idx);
    public virtual void RemoveRange(int idx, int cnt);
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(object item);
    public virtual int IndexOf(object val [, int startIdx, int cnt]);
    public virtual int LastIndexOf(object val [, int startIdx, int cnt]);
    public virtual void Reverse([int idx, int cnt]); // 反转
    public virtual void Sort([IComparer cmp]);       // 排序
    public virtual int BinarySearch(object val [, IComparer cmp]); // 二分查找
    public virtual object[] ToArray();
    public virtual void CopyTo(Array array [, int arrayIdx]);
}

其中,接口IList意味着对象的非泛型集合,可依照索引单独访问  

public interface IList : ICollection, IEnumerable {
    bool IsReadOnly { get; }
    object this[int index] { get; set; }  // 索引器:获取或设置指定索引处的元素

    int Add(object value);
    void Insert(int index, object value);
    void Remove(object value);
    void RemoveAt(int index);
    void Clear();
    bool Contains(object value);
    int IndexOf(object value);
}

style=”font-size: 16px;”>List<T>:对象的强类型列表,可因而索引访问的。提供查找、排序和操作列表的主意

泛型,List<T>也是对Array的包装,实际多少操作如故针对Array,类型安全、非线程安全。 

参考:.NET,你忘记了么?(三续)——重新领悟List<T>
 .net源码分析 –
List
<T>

规律完成

List<T>内部维护一个数组,内置_items数组默认长度为4:

private object[] _items;
private static readonly T[] _emptyArray = new T[0];
private const int _defaultCapacity = 4;

初始化List<T>:

皇冠现金app 12

List<T>扩容:同ArrayList。

应用示例

List<string> myList = new List<string>();
string str = null;   myList.Add(str);  // 元素类型为string,可为null
myList.Add(null);   // 元素可为空null
myList.Add(null);   // 空null可重复添加

C#-List<T>类代码 

public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public int Capacity { get; set; }
    public T this[int index] { get; set; }  // 索引访问器

    public List();
    public List(int capacity);
    public List(IEnumerable<T> collection);
    public void Add(T item);
    public void AddRange(IEnumerable<T> collection);
    public void Insert(int index, T item);
    public void InsertRange(int index, IEnumerable<T> collection);
    public bool Remove(T item);
    public void RemoveAt(int index);
    public void RemoveRange(int index, int count);
    public void Clear();
    public bool Contains(T item);
    public int IndexOf(T item [, int idx, int cnt]);
    public int LastIndexOf(T item [, int idx, int cnt]);
    public int BinarySearch(T item);
    public int BinarySearch(T item, IComparer<T> comparer);
    public void Sort();
    public void Sort(Comparison<T> comparison);
    public void Sort(IComparer<T> comparer);
    public void Reverse();
    public void Reverse(int index, int count);
    public List<T> GetRange(int index, int count);
    public T[] ToArray();
    public void CopyTo(T[] array [, int arrayIndex]);
    // 枚举器
    public List<T>.Enumerator GetEnumerator();
    public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator

    // 支持函数式编程
    public void ForEach(Action<T> action);
    public bool Exists(Predicate<T> match);
    public T Find(Predicate<T> match);
    public T FindLast(Predicate<T> match);
    public int FindIndex([int startIdx, int cnt, ] Predicate<T> match);
    public int FindLastIndex([int startIdx, int cnt, ] Predicate<T> match);
    public List<T> FindAll(Predicate<T> match);
    public int RemoveAll(Predicate<T> match);
    public bool TrueForAll(Predicate<T> match); // 每个元素是否与指定的谓词条件匹配
}

里头, public delegate bool Predicate<in T>(T obj); 表示定义一组条件并规定指定对象是或不是顺应那一个条件的法门。

其中,接口IList**<T**>意味着可比照索引单独访问的一组对象的集合 

public interface IList<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerable {
    T this[int index] { get; set; }   // 索引器:获取或设置指定索引处的元素
    void Insert(int index, T item);
    void RemoveAt(int index);
    int IndexOf(T item);
}  

参考:ArrayList 和 List 集合类型 –
msdn
.aspx);

哈希表:Hashtable – Dictionary<TKey, TValue>

实质是哈希表完毕、帮助键值访问。多个类都落到实处IDictionary接口,Dictionary<TK,
电视>泛型类还完结IDictionary<TK, 电视>泛型接口,Dictionary<TK,
电视机>是Hashtable对应的泛型版本完结。

参考:

style=”font-size: 16px; color: #ff6600;”>Hashtable:根据键的哈希代码举行集体的键/值对聚集

真相是哈希表落成(单一数组)、协助键值访问。每个元素都是一个仓储在DictionaryEntry对象中的键值对。Hashtable对象由包罗集合元素的仓储桶组成,每一个储存桶与一个Hash代码关联,通过键检索值实质是检索键对应的Hash代码(调用GetHashCode()方法总结当前键的hash值)关联的贮存桶。keyvalue键值对均为object类型,帮衬任何项目标keyvalue键值对,但键不可为null且键不允许再度,查找速度快接近O(1),但内存占用大、利用率低,空间换时间。非类安全型、线程安全。

哈希表内部贯彻存取的数组的长度总是一个素数,创设或者二倍扩张Hashtable时容量一般会偏大,而且加载因子(默许0.72f)的留存,Hashtable在未存满的情景下就要增加。Hashtable内部维护一个bucket类型的数组变量,bucket是一个结构,用来保存Key,Value和哈希值

private struct bucket {
    public object key;
    public object val;
    public int hash_coll;
}

其中,hash_coll的参天位表示方今职责是或不是发生争辩,“0”(正数)表示未暴发争辩、“1”(负数)表示近期岗位争持,专门选取标志位标注是不是暴发争执可以加强哈希表的运作成效。

规律完毕

Hashtable内部维护一个数组,内置buckets数组的长短默认指定为3:

private Hashtable.bucket[] buckets;
private const int InitialSize = 3;
private float loadFactor;

初始化Hashtable:

皇冠现金app 13

其中,GetPrime()方法会在扩容时再次回到略大于原数组双倍大小的一个素数,作为新数组的分寸:

皇冠现金app 14

其中,primes[]是.NET内部维护的一个素数数组,防止生成素数时的额外开销。

Hashtable扩容:

皇冠现金app 15

中间,rehash()方法的入参bool
forceNewHashCode设置为false,声明扩容时不必要再度计算hashcode,可是取模运算和因素地方的重新分配是必须的:

皇冠现金app 16

拔取示例

Hashtable myHashtable = new Hashtable(20);
Object key = null, val = null; myHashtable.Add(key,val);  // error,键/值均为Object类型,但键不能为null
myHashtable.Add(null,null);  // error,键不能为null

遍历Hashtable元素

// 方法一
foreach (DictionaryEntry de in myHashtable) {     
    Console.WriteLine("Key: {0}, Value: {1}", de.Key, de.Value);
}
// 方法二
IDictionaryEnumerator iDe = myHashtable.GetEnumerator();    
    while (iDe.MoveNext()) {
        Console.WriteLine("Key: {0}, Value: {1}", iDe.Key, iDe.Value);
}

排序Hashtable元素

ArrayList tmpKeysArrayList = new ArrayList(myHashtable.Keys);
tmpKeysArrayList.Sort();
foreach (var tmpKey in tmpKeysArrayList) {
    Console.WriteLine("Key: {0}, Value: {1}", tmpKey, myHashtable[tmpKey]);
}

线程安全

其间类SyncHashtable是继续Hashtable类的私有类,通过lock同步构造lock(this._table.SyncRoot)达成线程安全,其中SyncRoot是Hashtable的公有属性。完结情势与ArrayList平顶山小异。多线程并发,同一时刻只可以有一个线程写、其他阻塞,对读的线程不受影响。

  • SyncRoot属性    同ArrayList。
  • Synchronized()方法

    // 方法一
    Hashtable mySyncHashtable = Hashtable.Synchronized(myHashtable);
    // 方法二
    lock (myHashtable.SyncRoot) { try{…} catch(){…} }
    // 方法三
    Monitor.Enter(myHashtable.SyncRoot);
    try{…} catch(){…}
    Monitor.Exit(myHashtable.SyncRoot);      

皇冠现金app 17

C#-Hashtable类代码 

public class Hashtable : IDictionary, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback, ICloneable {
    public virtual int Count { get; }
    public virtual bool IsReadOnly { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; }
    public virtual object SyncRoot { get; }
    public virtual ICollection Keys { get; }
    public virtual ICollection Values { get; }
    public virtual object this[object key] { get; set; }  //键值访问器
    protected IComparer comparer { get; set; }  // 返回IComparer对象,用于比较

    public Hashtable();
    public Hashtable(int capacity);
    public Hashtable(IDictionary d);
    public virtual IDictionaryEnumerator GetEnumerator(); // 枚举器
    public virtual object Clone(); // 创建Hashtable的浅表副本
    public static Hashtable Synchronized(Hashtable table); // 返回线程同步的Hashtable包装
    public virtual void Add(object key, object value);
    public virtual void Remove(object key);
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(object key);
    public virtual bool ContainsKey(object key);
    public virtual bool ContainsValue(object value);
    protected virtual int GetHash(object key);
    protected virtual bool KeyEquals(object item, object key); // 与键比较
    public virtual void CopyTo(Array array, int arrayIndex);
}

其中,接口IDictionary表示键/值对的非泛型集合

public interface IDictionary : ICollection, IEnumerable {
    bool IsReadOnly { get; }
    Object this[Object key] { get; set; }  // 键值访问器
    ICollection Keys { get; }
    ICollection Values { get; }

    void Add(object key, object value);
    void Remove(object key);
    void Clear();
    bool Contains(object key);
    IDictionaryEnumerator GetEnumerator();
}

其中,IDictionaryEnumerator意味着非泛型字典集的枚举器

public interface IDictionaryEnumerator : IEnumerator {
    DictionaryEntry Entry { get; }
    object Key { get; }
    object Value { get; }
}

其中,DictionaryEntry代表字典集的元素(键/值对)  

public struct DictionaryEntry {
    public DictionaryEntry(object key, object value);
    public object Key { get; set; }
    public object Value { get; set; }
}

参考:

Dictionary<TKey,
TValue>
:键值对的泛型集合 

实质是哈希表(数组+链表数组)、提供高速的依照键值的因素查找。Dictionary<[key],
[value]>,键必须唯一且无法为空null,值若为引用类型则可为空,类型安全、非线程安全。

参考:.net源码分析 –
Dictionary<TKey,
电视机alue>

规律完结

Dictionary<TK, 电视>在内部维护多个数组:

private int[] buckets;
private Dictionary<TKey, TValue>.Entry[] entries;  // 链表数组
  • 平时数组buckets:存放由五个同义词组成的静态单链表的头指针(单链表的首个元素在entries数组中的索引号),当buckets[i]=-1(头指针=null)时表示此哈希地址近日不存在元素;
  • 链表数组entries:存放哈希表中的实际多少,数据通过next指针构成三个单链表;

链表数组entries是一个Entry类型的数组变量,Entry是一个构造,用来保存Key、Value和哈希值:

private struct Entry {
    public int hashCode;
    public int next;  // (链接法,指向下一个结点)
    public TKey key;
    public TValue value;
}

因为Dictionary<TK,
电视机>选拔分离链接法存储元素,不受装填因子的限定(默许1.0f),链表数组entries也设有二次扩容的题目、不过扩容代价小于Hashtable。查找操作若要求遍历单链表会造成性能损耗、且链表对GC没有数组友好。

初始化Dictionary<TK, TV>:

皇冠现金app 18

安插操作:Dictionary<TK,
TV>的Add()方法会调用内部的Insert()方法,具体:

皇冠现金app 19

Dictionary<TK, 电视机>扩容:通过Resize()方法达成,入参bool
forceNewHashCode设置为false,阐明不需求重新总计hashcode,但是取模运算和要素地点的重新分配是必须的。

皇冠现金app 20

其中,GetPrime()和ExpandPrime()方法同Hashtable。二次扩容不需求再一次哈希。

拔取示例

Dictionary<string, string> myDictionary = new Dictionary<string, string>();
myDictionary.Add("", null);     // 正确,值为引用类型时,允许为空null
myDictionary.Add(null, null);  // error,键不能为空null

遍历Dictionary<K,V>元素

// 方法一:By KeyValuePair 
foreach (KeyValuePair<T1, T2> kvp in myDictionary)  或  foreach(var kvp in myDictionary)
// 方法二:By Key
Dictionary<T1, T2>.KeyCollection keyCollection = myDictionary.Keys;
foreach (T1 key in keyCollection)  或  foreach(T1 key in myDictionary.Keys)  
// 方法三:By Value
Dictionary<T1, T2>.ValueCollection valueCollection = myDictionary.Values;
foreach (T2 val in valueCollection)  或  foreach(T2 val in myDictionary.Values) 
// 方法四:By IEnumerator
Dictionary<TK, TV>.Enumerator myIE = myDictionary.GetEnumerator();
while (myIE.MoveNext()) {
    Console.WriteLine(myIE.Current.Key + ": " + myIE.Current.Value);
} 

TryGetValue()

赢得与指定的键相关联的值,幸免因获取不到相应的值暴发极度。通过键取值,包罗三个参数,一个是要查询的键,另一个是取得的值,注意值前边使用out关键字,否则编译战败。

public bool TryGetValue(TK key, out TV val);

:“判断键存在”和“按照键取值”两步转化为一步,键的哈希值只总计一次,作用高,时间复杂度接近O(1)。

C#-Dictionary<TKey,
TValue>类代码
 

public class Dictionary<TKey, TValue> : IDictionary<TKey, TValue>, ICollection<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IDictionary, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback {
    public int Count { get; }
    public Dictionary<TKey, TValue>.KeyCollection Keys { get; }
    public Dictionary<TKey, TValue>.ValueCollection Values { get; }
    public TValue this[TKey key] { get; set; }  // 键值访问器

    public Dictionary();
    public Dictionary(int capacity);
    public Dictionary(IDictionary<TKey, TValue> dictionary);
    public Dictionary<TKey, TValue>.Enumerator GetEnumerator(); // 枚举器
    public void Add(TKey key, TValue value);
    public bool Remove(TKey key);
    public void Clear();
    public bool ContainsKey(TKey key);
    public bool ContainsValue(TValue value);   
    public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value);

    public struct Enumerator : IEnumerator<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IDisposable, IDictionaryEnumerator, IEnumerator {}
    public sealed class KeyCollection : ICollection<TKey>, IEnumerable<TKey>, ICollection, IEnumerable {}
    public sealed class ValueCollection : ICollection<TValue>, IEnumerable<TValue>, ICollection, IEnumerable {}
}

其中,接口IDictionary<TKey,
TValue>
表示键/值对的泛型集合  

public interface IDictionary<TKey, TValue> : ICollection<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IEnumerable {
    TValue this[TKey key] { get; set; }  // 键值访问器
    ICollection<TKey> Keys { get; }
    ICollection<TValue> Values { get; }

    void Add(TKey key, TValue value);
    bool Remove(TKey key);
    bool ContainsKey(TKey key);
    bool TryGetValue(TKey key, out TValue value);
} 

其中,KeyValuepair概念可设置或探寻的键/值对:

public struct KeyValuePair<TKey, TValue> {
    public KeyValuePair(TKey key, TValue value);
    public TKey Key { get; }
    public TValue Value { get; }
    public override string ToString();
}  

参考:

 


下边部分是关于有序字典集及片段专用字典集

皇冠现金app 21

不变字典集:SortedList – SortedList<TK, 电视机> – SortedDictionary<TK, 电视>

多个类都落到实处IDictionary接口,五个泛型类还落到实处IDictionary<TK,
电视>泛型接口,SortedList<TK, 电视机>和SortedDictionary<TK,
TV>是Dictionary<TK, 电视>的排序版本完毕,SortedDictionary<K,
V>提供比Dictionary<K,
V>更快的探寻速度。非泛型SortedList类枚举时重回DictionaryEntry对象,七个泛型类枚举时再次来到KeyValuePair对象。

SortedList、SortedList**<T**>双数组达成(本质如故数组)、协理索引访问和键值访问,SortedDictionary红黑树达成(二叉平衡树)、援助键值访问

参考:

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>SortedList:按键排序的键/值对聚集,可按键和目录访问

双数组达成、帮助索引,在内部维护三个数组用于存储列表中的元素:一个数组用于键,一个数组用于相关联的值。键不可以为空null、值可以为null。由于排序,SortedList性能略差于Hashtable。非类型安全、非线程安全。

原理完成

SortedList内部维护多个数组:一个键数组和一个值数组。SortedList集合的主干:二分查找法的应用。

private object[] keys;
private object[] values;
private static object[] emptyArray = new object[0];  // 用于初始化数组keys和values
private const int _defaultCapacity = 16;

初始化SortedList:

皇冠现金app 22

SortedList扩容:同样存在二次扩容问题,代码同ArrayList/List<T>,默认_defaultCapacity =
16。

C#-SortedList类代码

public class SortedList : IDictionary, ICollection, IEnumerable, ICloneable {
    public virtual int Capacity { get; set; }
    public virtual int Count { get; }
    public virtual bool IsReadOnly { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; }
    public virtual object SyncRoot { get; }
    public virtual ICollection Keys { get; }
    public virtual ICollection Values { get; }
    public virtual object this[object key] { get; set; }  // 键值访问器

    // 未指定IComparer比较器的SortedList,根据键实现的System.IComparable接口排序
    public SortedList();
    public SortedList(int initCapacity);
    public SortedList(IDictionary d);
    public SortedList(IComparer comparer);
    public virtual object Clone();  // 创建SortedList对象的浅表副本
    public virtual IDictionaryEnumerator GetEnumerator(); // 枚举器
    public static SortedList Synchronized(SortedList list);
    public virtual void Add(object key, object value);
    public virtual void Remove(object key);
    public virtual void RemoveAt(int index);
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(object key);
    public virtual bool ContainsKey(object key);
    public virtual bool ContainsValue(object value);
    public virtual object GetByIndex(int index);
    public virtual void SetByIndex(int index, object value);
    public virtual object GetKey(int index);
    public virtual IList GetKeyList();
    public virtual IList GetValueList();
    public virtual int IndexOfKey(object key);
    public virtual int IndexOfValue(object value);
    public virtual void CopyTo(Array array, int arrayIndex);
}

SortedList<TK,
TV>
:基于关联的System.Collections.Generic.IComparer<T>完毕的按键排序的键/值对集合 

拥有O(logN)检索的二进制搜索树,双数组落成、匡助索引。类型安全、非线程安全。

原理落成

SortedList<TK,
电视>内部维护多个数组:一个键数组和一个值数组,与SortedList清远小异。

private TKey[] keys;
private TValue[] values;
private static TKey[] emptyKeys = new TKey[0];
private static TValue[] emptyValues = new TValue[0];
private const int _defaultCapacity = 4;

初始化SortedList<TK, TV>:

皇冠现金app 23

SortedList扩容:同样存在二次扩容问题,代码同ArrayList/List<T>,默认_defaultCapacity =
4。

C#-SortedList<TK,
TV>类代码
 

public class SortedList<TK, TV> : IDictionary<TK, TV>, ICollection<KeyValuePair<TK, TV>>, IEnumerable<KeyValuePair<TK, TV>>, IDictionary, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public int Capacity { get; set; }
    public IList<TK> Keys { get; }
    public IList<TV> Values { get; }
    public TV this[TK key] { get; set; }    // 键值访问器
    public IComparer<TK> Comparer { get; }  // 比较器

    public SortedList();
    public SortedList(int capacity);  
    public SortedList(IDictionary<TK, TV> dictionary);
    public SortedList(IComparer<TK> comparer);
    public IEnumerator<KeyValuePair<TK, TV>> GetEnumerator();  // 枚举器
    public void Add(TK key, TV val);
    public bool Remove(TK key);
    public void RemoveAt(int index);
    public void Clear();
    public bool ContainsKey(TK key);
    public bool ContainsValue(TV val);
    public int IndexOfKey(TK key);
    public int IndexOfValue(TV value);
    public bool TryGetValue(TK key, out TV value);
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>SortedDictionary<TKey,
TValue>
:按键排序的键/值对聚集

SortedDictionary<TK, 电视>通过TreeSet<T>达成,TreeSet<T>继承SortedSet<T>,SortedSet<T>是红黑树完结,不支持索引、具有O(logN)检索的二进制搜索树。类型安全、非线程安全。

规律完成

SortedDictionary<TK,
电视机>内部维护一个TreeSet<T>变量(结点类型是KeyValuePair<TK,
电视>):

private TreeSet<KeyValuePair<TKey, TValue>> _set;  

C#-SortedDictionary<TK,
TV>类代码

public class SortedDictionary<TK, TV> : IDictionary<TK, TV>, ICollection<KeyValuePair<TK, TV>>, IEnumerable<KeyValuePair<TK, TV>>, IDictionary, ICollection, IEnumerable {   
    public int Count { get; }
    public SortedDictionary<TK, TV>.KeyCollection Keys { get; }
    public SortedDictionary<TK, TV>.ValueCollection Values { get; }
    public TValue this[TKey key] { get; set; }  // 键值访问器
    public IComparer<TK> Comparer { get; }  // 比较器

    public SortedDictionary();
    public SortedDictionary(IDictionary<TK, TV> dictionary);
    public SortedDictionary(IComparer<TK> comparer);
    public void Add(TK key, TV value);
    public bool Remove(TK key);
    public void Clear();
    public bool ContainsKey(TK key);
    public bool ContainsValue(TV value);
    public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value);
    public void CopyTo(KeyValuePair<TK, TV>[] array, int index);

    public SortedDictionary<TK, TV>.Enumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public struct Enumerator : IEnumerator<KeyValuePair<TK, TV>>, IDisposable, IDictionaryEnumerator, IEnumerator {}
    public sealed class KeyCollection : ICollection<TK>, IEnumerable<TK>, ICollection, IEnumerable {}
    public sealed class ValueCollection : ICollection<TV>, IEnumerable<TV>, ICollection, IEnumerable {}
}

参考:SortedList 和
SortedDictionary 集合类型 –
msdn
.aspx);

字典集别的部分:System.Collections.Specialized

ListDictionary、HybridDictionary、OrderedDictionary多少个类均贯彻了IDictionary接口、扶助键值访问,StringDictionary仅完结了IEnumerable接口、可是接济键值访问。

style=”color: #ff6600;”>ListDictionary:使用单链接列表完结IDictionary,适于小集合(<10)

本质是链表落成、支持键值访问。链表插入/删除方便,节外省存空间、不设有空间浪费的题材,不过Add()方法须求遍历链表、功能低。对于小集合,ListDictionary比Hashtable快。

原理完结

ListDictionary内部维护一个单链表:

private ListDictionary.DictionaryNode head;  // 单链表头指针

ListDictionary不设有二次扩容的题材,可是ListDictionary在增加新数据时,Add()方法要遍历链表(找到尾结点):

皇冠现金app 24

C# – ListDictionary类代码

public class ListDictionary : IDictionary, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsReadOnly { get; }
    public bool IsSynchronized { get; }
    public object SyncRoot { get; }
    public ICollection Keys { get; }    
    public ICollection Values { get; }
    public object this[object key] { get; set; }   // 键值访问器
    public IDictionaryEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    public ListDictionary();
    public ListDictionary(IComparer comparer);
    public void Add(object key, object value);
    public void Remove(object key);
    public void Clear();
    public bool Contains(object key);
    public void CopyTo(Array array, int index);
} 

内部,单链表结点DictionaryNode

private class DictionaryNode{
    public object key;
    public object value;
    public ListDictionary.DictionaryNode next;
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>HybridDictionary:集合较小时,使用ListDictionary已毕IDictionary,集合变大时,切换来Hashtable  

扶助键值访问。结合了ListDictionary(占用内存空间少)和Hashtable(查询功能高)的长处。 

原理达成

HybridDictionary在其间维护一个ListDictionary链表和一个Hashtable变量:

private ListDictionary list;
private ListDictionary List {
    get {
        if (this.list == null)
            this.list = new ListDictionary(this.caseInsensitive ? StringComparer.OrdinalIgnoreCase : null);
        return this.list;
    }
}
private Hashtable hashtable;
private const int FixedSizeCutoverPoint = 6;  // 初始化判定
private const int CutoverPoint = 9;  // 运行时判定(ListDictionary -> Hashtable)
private const int InitialHashtableSize = 13;

先河化HybridDictionary:(假若初阶initialSize >=
6,直接初步化Hashtable)

皇冠现金app 25

HybridDictionary运行中,ListDictionary到Hashtable的转变:

皇冠现金app 26

HybridDictionary扩容:内置Hashtable变量,必然存在二次扩容问题,具体见Hashtable。

C# – HybridDictionary类代码 

public class HybridDictionary : IDictionary, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsReadOnly { get; }
    public bool IsSynchronized { get; }
    public object SyncRoot { get; }
    public ICollection Keys { get; }    
    public ICollection Values { get; }
    public object this[object key] { get; set; }   // 键值访问器
    public IDictionaryEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    public HybridDictionary([int initSize, bool caseInsensitive]);
    public void Add(object key, object value);
    public void Remove(object key);
    public void Clear();
    public bool Contains(object key);
    public void CopyTo(Array array, int index);
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>OrderedDictionary:表示匡助键或索引访问的键/值对的集结  

实质是哈希表 +
数组完毕,匡助键值访问和目录访问

原理完成

OrderedDictionary内部维护一个ArrayList和一个Hashtable,增删改查均保持ArrayList和Hashtable的联合。

private ArrayList _objectsArray;
private ArrayList objectsArray {
    get {
        if (this._objectsArray == null)
            this._objectsArray = new ArrayList(this._initialCapacity);
        return this._objectsArray;
    }
}
private Hashtable _objectsTable;
private Hashtable objectsTable {
    get {
        if (this._objectsTable == null)
            this._objectsTable = new Hashtable(this._initialCapacity, this._comparer);
        return this._objectsTable;
    }
}
private int _initialCapacity;

初始化OrderedDictionary:

皇冠现金app 27

OrderedDictionary扩容:参见ArrayList和Hashtable。

C# – OrderedDictionary类代码

public class OrderedDictionary : IOrderedDictionary, IDictionary, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback {
    public int Count { get; }
    public bool IsReadOnly { get; }
    public ICollection Keys { get; }
    public ICollection Values { get; }
    public object this[int index] { get; set; }  // 索引访问器
    public object this[object key] { get; set; } // 键值访问器
    public virtual IDictionaryEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    public OrderedDictionary([int capacity, IEqualityComparer cmp]);
    public OrderedDictionary AsReadOnly();
    public void Add(object key, object value);
    public void Insert(int index, object key, object value);
    public void Remove(object key);
    public void RemoveAt(int index);
    public void Clear();
    public bool Contains(object key);
    public void CopyTo(Array array, int index);
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>StringDictionary:将键和值强类型化为字符串而不是目的来达成哈希表  

本质是哈希表完毕、匡助键值访问

原理达成

StringDictionary内部维护一个Hashtable,帮衬Hashtable的默许初步化:

internal Hashtable contents = new Hashtable();

初始化StringDictionary和StringDictionary扩容:参见Hashtable。

C# – StringDictionary类代码

public class StringDictionary : IEnumerable {
    public virtual int Count { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; }
    public virtual object SyncRoot { get; }
    public virtual ICollection Keys { get; }
    public virtual ICollection Values { get; }
    public virtual string this[string key] { get; set; }  // 键值访问器
    public virtual IEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    public StringDictionary();
    public virtual void Add(string key, string value);
    public virtual void Remove(string key);
    public virtual void Clear();
    public virtual bool ContainsKey(string key);
    public virtual bool ContainsValue(string value);
    public virtual void CopyTo(Array array, int index);
}  

字典集小结

皇冠现金app 28

从时间复杂度看,查找耗时:

  • Hashtable、Dictionary<T, V>、OrderedDictionary:O(1)
  • SortList、SortList<T, V>、SortedDictionary<T,
    V>:O(logN)
  • ListDictinary:O(N)

参考:C#集合–Dictionary

System.Collections.Specialized别的部分

style=”color: #ff6600; font-size: 15px;”>StringCollection:表示字符串的强类型化集合 

实为是ArrayList、扶助索引访问

原理已毕

StringCollection内部维护一个ArrayList:

private ArrayList data = new ArrayList();

初始化StringCollection和StringCollection扩容:参见ArrayList。

C# – StringCollection类代码

public class StringCollection : IList, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsReadOnly { get; }
    public bool IsSynchronized { get; }
    public object SyncRoot { get; }
    public string this[int index] { get; set; }  // 索引访问器
    public StringEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器

    public StringCollection();
    public int Add(string value);
    public void AddRange(string[] value);
    public void Insert(int index, string value);
    public void Remove(string value);
    public void RemoveAt(int index);
    public void Clear();
    public bool Contains(string value);
    public int IndexOf(string value);
    public void CopyTo(string[] array, int index);
}

其中,StringEnumerator扶助在StringCollection上举行简要迭代

public class StringEnumerator {
    public string Current { get; }
    public bool MoveNext();
    public void Reset();
}  

style=”color: #ff6600; font-size: 15px;”>NameValueCollection:表示可通过键或索引访问的键(String)和值(String)的聚众

实质是哈希表,一个键、七个值,支持索引访问和键值访问

原理已毕

NameValueCollection通过父类NameObjectCollectionBase内部维护的一个ArrayList和一个Hashtable完毕字典集功效:

// System.Collections.Specialized.NameObjectCollectionBase
private ArrayList _entriesArray;  // 保存所有的键值对(NameObjectEntry类型)
private volatile Hashtable _entriesTable;  // Hashtable的常规运用

其中,NameObjectEntry概念结点:

internal class NameObjectEntry{
    internal string Key;
    internal object Value;
    internal NameObjectEntry(string name, object value){
        this.Key = name;  this.Value = value;
    }
}  

NameValueCollection扩容:参见ArrayList和Hashtable。  

C# – NameValueCollection类代码

public class NameValueCollection : NameObjectCollectionBase {
    public virtual string[] AllKeys { get; }
    public string this[int index] { get; }  // 索引访问器
    public string this[string name] { get; set; }  // 键值访问器

    public void Add(NameValueCollection c);
    public virtual void Add(string name, string value);
    public virtual void Remove(string name);
    public virtual void Clear();
    public bool HasKeys();
    public virtual string Get(int index);
    public virtual string Get(string name);
    public virtual void Set(string name, string value);
    public virtual string GetKey(int index);
    public virtual string[] GetValues(int index);
    public virtual string[] GetValues(string name);
    public void CopyTo(Array dest, int index);
}

style=”color: #ff6600; font-size: 15px;”>KeyedCollection<TKey,
TItem>
:提供集合的键嵌入在值中的集合的架空基类  

援助键值(项)访问。内部维护一个Dictionary<TK,
TI>字典集:

private Dictionary<TKey, TItem> dict;

 


上边部分是集合类的其余部分

皇冠现金app 29

链表:LinkedList

style=”color: #ff6600;”>LinkedList:表示双向链表

实为是链表落成、支持键值访问。插入万分灵活:四种职位,三种形式,援救“在此此前未来”和“从后往前”双向查找。

规律达成

LinkedList内部维护一个双向链表:

internal LinkedListNode<T> head;  // 双向链表头结点

链表已毕,不存在二次扩容的题材。  

C# – LinkedList类代码

public class LinkedList<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback {
    public int Count { get; }
    public LinkedListNode<T> First/Last { get; }  // 首尾结点
    public LinkedList<T>.Enumerator GetEnumerator(); // 枚举器

    public LinkedList();
    public LinkedList(IEnumerable<T> collection);
    public void AddAfter/Before(LinkedListNode<T> node, LinkedListNode<T> newNode);
    public LinkedListNode<T> AddAfter/Before(LinkedListNode<T> node, T value);
    public void AddFirst/Last(LinkedListNode<T> node);
    public LinkedListNode<T> AddFirst/Last(T value);
    public void Remove(LinkedListNode<T> node);
    public bool Remove(T value);
    public void RemoveFirst/Last();
    public void Clear();
    public bool Contains(T value);
    public void CopyTo(T[] array, int index);
    public LinkedListNode<T> Find(T value);
    public LinkedListNode<T> FindLast(T value);
}

其中,LinkedListNode意味着结点:

public sealed class LinkedListNode<T> {
    public LinkedListNode(T value);
    public LinkedListNode<T> Next { get; }
    public LinkedListNode<T> Previous { get; }
    public T Value { get; set; }   // 结点包含的值
    public LinkedList<T> List { get; }  // 结点所属的链表
}    

参考:.net集合类的钻研–链表—ListDictionary,LinkedList<T>

栈:Stack – Stack<T>

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>Stack:对象的后进先出(LIFO)非泛型集合

原理完结

Stack内部维护一个数组:

private object[] _array;
private const int _defaultCapacity = 10;

初始化Stack:

皇冠现金app 30

Stack扩容:存在二倍扩容问题。

C# – Stack类代码

public class Stack : ICollection, IEnumerable, ICloneable {
    public virtual int Count { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; }
    public virtual object SyncRoot { get; }

    public Stack();
    public Stack(int initCapacity);
    public Stack(ICollection col);
    public virtual object Clone();  // 浅表副本
    public static Stack Synchronized(Stack stack);
    public virtual IEnumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public virtual object Peek();
    public virtual void Push(object obj);
    public virtual object Pop();   
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(object obj);
    public virtual object[] ToArray();
    public virtual void CopyTo(Array array, int index);
}

Stack class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:大小可变的后进先出
(LIFO)
泛型集合,存储同一类其余任意实例  

原理完成

Stack<T>内部维护一个数组:

private T[] _array;
private static T[] _emptyArray = new T[0];
private const int _defaultCapacity = 4;

初始化Stack<T>:

皇冠现金app 31

Stack<T>扩容(入栈):

皇冠现金app 32  

C# – Stack<T>类代码

public class Stack<T> : IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }

    public Stack();
    public Stack(int capacity);
    public Stack(IEnumerable<T> collection);
    public T Peek();
    public void Push(T item);
    public T Pop();
    public void Clear();
    public bool Contains(T item);
    public T[] ToArray();
    public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex);

    public Stack<T>.Enumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator {}
}

队列:Queue – Queue<T>

style=”font-size: 16px; color: #ff6600;”>Queue:对象的先进先出(FIFO)非泛型集合

原理完成

Queue内部维护一个数组:

private object[] _array;
private int _growFactor;  // 增长因子
private const int _MinimumGrow = 4;
private const int _ShrinkThreshold = 32;
public Queue() : this(32, 2f) {}

初始化Queue:

皇冠现金app 33

Queue扩容:存在二倍扩容问题。

C# – Queue类代码

public class Queue : ICollection, IEnumerable, ICloneable {
    public virtual int Count { get; }
    public virtual bool IsSynchronized { get; }
    public virtual object SyncRoot { get; }

    public Queue();
    public Queue(int capacity);
    public Queue(ICollection col);
    public virtual object Clone();
    public static Queue Synchronized(Queue queue);
    public virtual IEnumerator GetEnumerator();
    public virtual object Peek();
    public virtual void Enqueue(object obj);
    public virtual object Dequeue();
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(object obj);
    public virtual void CopyTo(Array array, int index);
    public virtual object[] ToArray();
}

Queue class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:对象的先进先出(FIFO)泛型集合

原理完毕

Queue<T>内部维护一个数组:

private T[] _array;
private const int _GrowFactor = 200;
private const int _MinimumGrow = 4;
private const int _ShrinkThreshold = 32;  // 未用到
private static T[] _emptyArray = new T[0];  // 用于初始化数组
private const int _DefaultCapacity = 4;

初始化Queue<T>:

皇冠现金app 34

Queue<T>扩容(入队):

皇冠现金app 35

C# – Queue类代码

public class Queue<T> : IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }

    public Queue();
    public Queue(int capacity);
    public Queue(IEnumerable<T> collection);
    public T Peek();
    public void Enqueue(T item);
    public T Dequeue();
    public void Clear();
    public bool Contains(T item);
    public void CopyTo(T[] array, int arrayIndex);
    public T[] ToArray();

    public Queue<T>.Enumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator {}
}

Set集合:HashSet<T> – SortedSet<T>

ISet class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:提供用于集合的抽象化的基接口 

public interface ISet<T> : ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerable {
    bool Add(T item);
    bool Overlaps(IEnumerable<T> other);  // 重叠(是否有交集)
    bool SetEquals(IEnumerable<T> other); // 相等
    // 修改当前集合
    void UnionWith(IEnumerable<T> other);     // 并集
    void IntersectWith(IEnumerable<T> other); // 交集
    void ExceptWith(IEnumerable<T> other);    // 差集
        void SymmetricExceptWith(IEnumerable<T> other);  // 并集 - 交集   
}  

HashSet<T>和SortedSet<T>均落成ISet<T>接口,用于唯一项、不容许再次元素(若添加重复元素,Add()方法重返false,而Hashtable/Dictionary<TK,电视>会直接抛出十分),接济交集、并集、差集等运算,但Set集合不协助键值访问、也不支持索引访问。

HashSet class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:表示值的集合  

实质是哈希表,但不帮忙键值访问、也不协助索引访问

参考:.net集合类的研商–哈希表(二)–HashSet<T>

.NET 3.5 新增,“哈希集合”,与Dictionary<TK,电视>采取同一的存储形式和哈希争论算法,查找速度快O(1)。

原理达成

HashSet<T>内部维护五个数组:一个好端端数组m_buckets和一个Slot类型的数组变量,Slot是一个构造,用来保存Value、哈希值和指针:

private int[] m_buckets;
private HashSet<T>.Slot[] m_slots;

内部,Slot结构类型定义

internal struct Slot{
    internal int hashCode;
    internal T value;
    internal int next;
}

初始化HashSet<T>:  

皇冠现金app 36

HashSet<T>扩容:具体问题参见Dictionary<TK, 电视>。

C# – HashSet<T>类代码

public class HashSet<T> : ISerializable, IDeserializationCallback, ISet<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public IEqualityComparer<T> Comparer { get; }  // 相等比较器

    // 未指定相等比较器IEqualityComparer<T>的HashSet<T>,使用集合类型默认的相等比较器
    public HashSet();
    public HashSet(IEnumerable<T> collection);
    public HashSet(IEqualityComparer<T> comparer);
    public bool Add(T item);
    public bool Remove(T item);
    public int RemoveWhere(Predicate<T> match);  // 支持函数式编程,Lambda表达式
    public void Clear();
    public bool Contains(T item);    
    public void CopyTo(T[] array [, int arrayIdx, int cnt]);

    public bool Overlaps(IEnumerable<T> other);
    public bool SetEquals(IEnumerable<T> other);
    public void IntersectWith(IEnumerable<T> other);
    public void UnionWith(IEnumerable<T> other);
    public void ExceptWith(IEnumerable<T> other);

    public HashSet<T>.Enumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator {}
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>SortedSet class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:表示值的有序聚集  

真相是红黑树达成,不接济键值访问、也不帮助索引访问

.NET 4.0 新增,有序的Set集合。

规律已毕

SortedSet<T>内部维护一棵红黑树:

private SortedSet<T>.Node root;

里头,红黑树结点定义  

internal class Node{
    public bool IsRed;
    public T Item;
    public SortedSet<T>.Node Left;
    public SortedSet<T>.Node Right;
    public Node(T item){
        this.Item = item;  this.IsRed = true;
    }       
    public Node(T item, bool isRed){
        this.Item = item;  this.IsRed = isRed;
    }
}  

C# – SortSet<T>类代码

public class SortedSet<T> : ISet<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable, ISerializable, IDeserializationCallback {
    public int Count { get; }
    public T Max { get; }
    public T Min { get; }
    public IComparer<T> Comparer { get; }  // 比较器

    public SortedSet();
    public SortedSet(IEnumerable<T> collection);
    public SortedSet(IComparer<T> comparer);
    public bool Add(T item);
    public bool Remove(T item);
    public int RemoveWhere(Predicate<T> match);  // 函数式编程
    public virtual void Clear();
    public virtual bool Contains(T item);
    public void CopyTo(T[] array [, int idx, int cnt]);

    public bool Overlaps(IEnumerable<T> other);
    public bool SetEquals(IEnumerable<T> other);
    public virtual void IntersectWith(IEnumerable<T> other);
    public void UnionWith(IEnumerable<T> other);
    public void ExceptWith(IEnumerable<T> other);
    public virtual SortedSet<T> GetViewBetween(T lowerValue, T upperValue);  // 子集合的视图

    public IEnumerable<T> Reverse();  // 返回一个逆序访问SortedSet<T>的枚举器
    public SortedSet<T>.Enumerator GetEnumerator();  // 枚举器
    public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator, ISerializable, IDeserializationCallback {}
}

线程安全集合:ConcurrentXxx

.NET-4.0从前,线程安全性通过Synchronized()方法完结,对每个添加或移除操作锁定任何集合,导致每个尝试访问集合的线程必须平素等待,直到轮到它来获取锁,不能伸缩、性能低。

.NET-4.0提供新的线程安全和扩大的产出集合,能缓解潜在的死锁问题和竞争原则问题,使集合尽可能裁减须要接纳锁的次数、优化为一级性能,防止发出不须要的一块花费。命名空间System.Collections.Concurrent包括多个线程安全、可伸缩的集合类,5种新的集合类型专用于为十二线程安全火速地拉长和移除操作提供支撑,其中,ConcurrentStack<T>和ConcurrentQueue<T>是全然无锁的,通过System.Threading.Interlocked操作完结线程安全性。

  • Allows for multiple readers in a lock, and then once a writer grabs
    the lock it blocks all further readers until the writer is done.

皇冠现金app 37

参考

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>IProducerConsumerCollection class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:定义供创设者/消费者用来操作线程安全的集纳的格局

兑现该接口可以已毕所有”生产者-消费者”行为的类。

public interface IProducerConsumerCollection<T> : IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    void CopyTo(T[] array, int index);
    T[] ToArray();
    bool TryAdd(T item);
    bool TryTake(out T item);
}

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>ConcurrentStack class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:线程安全的后进先出
(LIFO) 集合

实质是单链表达成

皇冠现金app 38

规律已毕

ConcurrentStack<T>内部维护一个单链表: 

private volatile ConcurrentStack<T>.Node m_head;
private const int BACKOFF_MAX_YIELDS = 8;

里面结点定义:

private class Node {
    internal readonly T m_value;
    internal ConcurrentStack<T>.Node m_next;
    internal Node(T value) {
        this.m_value = value; this.m_next = null;
    }
}  

Count 与 IsEmpty

皇冠现金app 39

C# –
ConcurrentStack<T>类代码

public class ConcurrentStack<T> : IProducerConsumerCollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsEmpty { get; }
    public IEnumerator<T> GetEnumerator();  // 枚举器

    public ConcurrentStack();
    public ConcurrentStack(IEnumerable<T> collection);
    public void Push(T item);
    public void PushRange(T[] items [, int startIdx, int cnt]);
    public bool TryPeek(out T result);
    public bool TryPop(out T result);
    public int TryPopRange(T[] items [, int startIdx, int cnt]);
    public void Clear();
    public void CopyTo(T[] array, int index);
    public T[] ToArray();
}

参考:.Net中的并行编程-2.ConcurrentStack的完成与分析; 

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>ConcurrentQueue class=”token tag”> class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:线程安全的先进先出
(FIFO) 集合

精神是数组+链表

皇冠现金app 40

原理已毕

ConcurrentQueue<T>采用支行存储的方法,内存分配以段(Segment)为单位,一个段中间含有一个默许长度为32的数组和指向下一个段的指针,内部结构示意图:

皇冠现金app 41

ConcurrentQueue<T>内部维护一个Head和Tail指针分别指向开始段和终结段,操作ConcurrentQueue实质是对Segment(数据段)的操作:

private volatile ConcurrentQueue<T>.Segment m_head;  // 起始段
private volatile ConcurrentQueue<T>.Segment m_tail;  // 结束段
private const int SEGMENT_SIZE = 32; // 段大小

其中,数据段Segment定义:

private class Segment {
    internal volatile T[] m_array;  // 存储实际数据
    internal volatile VolatileBool[] m_state;  // 指示该位置是否可用
    private volatile ConcurrentQueue<T>.Segment m_next;  // 段指针
    internal readonly long m_index;  //当前段在(数据段)链表中的位置
    private volatile int m_low;  // m_array的头指针
    private volatile int m_high; // m_array的尾指针
    private volatile ConcurrentQueue<T> m_source;  // 数据段链表(整个队列)

    internal Segment(long index, ConcurrentQueue<T> source){
        this.m_array = new T[32];
        this.m_state = new VolatileBool[32];
        this.m_high = -1;
        this.m_index = index;
        this.m_source = source;
    }
} 

皇冠现金app 42皇冠现金app 43

  1     internal ConcurrentQueue.Segment Next{
  2         get{ return this.m_next; }
  3     }
  4     internal bool IsEmpty{
  5         get{ return this.Low > this.High; }
  6     }
  7     internal int Low{
  8         get{ return Math.Min(this.m_low, 32); }
  9     }
 10     internal int High{
 11         get{ return Math.Min(this.m_high, 31); }
 12     }
 13 
 14     internal void UnsafeAdd(T value){
 15         this.m_high++;
 16         this.m_array[this.m_high] = value;
 17         this.m_state[this.m_high].m_value = true;
 18     }
 19 
 20     internal ConcurrentQueue.Segment UnsafeGrow(){
 21         ConcurrentQueue.Segment segment = new ConcurrentQueue.Segment(this.m_index + 1L, this.m_source);
 22         this.m_next = segment;
 23         return segment;
 24     }
 25     internal void Grow(){
 26         ConcurrentQueue.Segment next = new ConcurrentQueue.Segment(this.m_index + 1L, this.m_source);
 27         this.m_next = next;
 28         this.m_source.m_tail = this.m_next;
 29     }
 30     internal bool TryAppend(T value){
 31         if (this.m_high >= 31){
 32             return false;
 33         }
 34         int num = 32;
 35         try{
 36         }
 37         finally{
 38             num = Interlocked.Increment(ref this.m_high);
 39             if (num <= 31){
 40                 this.m_array[num] = value;
 41                 this.m_state[num].m_value = true;
 42             }
 43             if (num == 31){
 44                 this.Grow();
 45             }
 46         }
 47         return num <= 31;
 48     }
 49     internal bool TryRemove(out T result){
 50         SpinWait spinWait = default(SpinWait);
 51         int i = this.Low;
 52         int high = this.High;
 53         while (i <= high)
 54         {
 55             if (Interlocked.CompareExchange(ref this.m_low, i + 1, i) == i){
 56                 SpinWait spinWait2 = default(SpinWait);
 57                 while (!this.m_state[i].m_value){
 58                     spinWait2.SpinOnce();
 59                 }
 60                 result = this.m_array[i];
 61                 if (this.m_source.m_numSnapshotTakers <= 0){
 62                     this.m_array[i] = default(T);
 63                 }
 64                 if (i + 1 >= 32){
 65                     spinWait2 = default(SpinWait);
 66                     while (this.m_next == null){
 67                         spinWait2.SpinOnce();
 68                     }
 69                     this.m_source.m_head = this.m_next;
 70                 }
 71                 return true;
 72             }
 73             spinWait.SpinOnce();
 74             i = this.Low;
 75             high = this.High;
 76         }
 77         result = default(T);
 78         return false;
 79     }
 80     internal bool TryPeek(out T result){
 81         result = default(T);
 82         int low = this.Low;
 83         if (low > this.High){
 84             return false;
 85         }
 86         SpinWait spinWait = default(SpinWait);
 87         while (!this.m_state[low].m_value){
 88             spinWait.SpinOnce();
 89         }
 90         result = this.m_array[low];
 91         return true;
 92     }
 93     internal void AddToList(List list, int start, int end)
 94         for (int i = start; i <= end; i++)
 95         {
 96             SpinWait spinWait = default(SpinWait);
 97             while (!this.m_state[i].m_value){
 98                 spinWait.SpinOnce();
 99             }
100             list.Add(this.m_array[i]);
101         }
102     }
103 
104 ConcurrentQueue<T>.Segment

ConcurrentQueue<T>.Segment

初始化ConcurrentQueue<T>:

皇冠现金app 44

Count 与 IsEmpty

皇冠现金app 45

C#
– ConcurrentQueue<T>类代码

public class ConcurrentQueue<T> : IProducerConsumerCollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsEmpty { get; }
    public IEnumerator<T> GetEnumerator();  // 枚举器

    public ConcurrentQueue();
    public ConcurrentQueue(IEnumerable<T> collection);
    public void Enqueue(T item);
    public bool TryDequeue(out T result);
    public bool TryPeek(out T result);
    public void CopyTo(T[] array, int index);
    public T[] ToArray();
}

参考:.Net中的并行编程-3.ConcurrentQueue完成与分析; 

style=”color: #ff6600;”>ConcurrentDictionary<TK,
TV>
:允许多少个线程同时做客的线程安全的键值对集合 

精神是哈希表(数组+链表)、支持键值访问

皇冠现金app 46

原理落成

ConcurrentDictionary<TK,
电视>的其中类Tables维护一个数组变量m_buckets存储实际数目(内部存储结构类似邻接表):

private volatile ConcurrentDictionary<TKey, TValue>.Tables m_tables;
private const int DEFAULT_CAPACITY = 31;
private const int DEFAULT_CONCURRENCY_MULTIPLIER = 4;
private class Tables{
    internal readonly ConcurrentDictionary<TK, TV>.Node[] m_buckets;  
    internal readonly object[] m_locks;
    internal volatile int[] m_countPerLock;
    internal readonly IEqualityComparer<TK> m_comparer;  // 比较器
    internal Tables(ConcurrentDictionary<TK, TV>.Node[] buckets, object[] locks, int[] countPerLock, IEqualityComparer<TK> comparer){
        this.m_buckets = buckets;
        this.m_locks = locks;
        this.m_countPerLock = countPerLock;
        this.m_comparer = comparer;
    }
} 

里头,字典集元素Node定义:

private class Node {
    internal TKey m_key;
    internal TValue m_value;
    internal volatile ConcurrentDictionary<TKey, TValue>.Node m_next;
    internal int m_hashcode;
    internal Node(TKey key, TValue value, int hashcode, ConcurrentDictionary<TKey, TValue>.Node next){
        this.m_key = key;
        this.m_value = value;
        this.m_next = next;
        this.m_hashcode = hashcode;
    }
}

初始化ConcurrentDictionary<TK, TV>:

皇冠现金app 47

皇冠现金app 48

安顿操作:ConcurrentDictionary<TK,
电视>的TryAdd()方法会调用TryAddInternal()方法添美元素,具体:

皇冠现金app 49

内部,num是因素在桶内的岗位(Get巴克etAndLockNo()方法的bucketNo参数),node是某个链表的尾结点:

皇冠现金app 50

ConcurrentDictionary<TK,
电视机>扩容:通过GrowTable()方法达成,类似Dictionary<TK,
电视>,但是并没有强烈重新总计hashcode。

皇冠现金app 51

遍历字典集

GetEnumerator() or iterate using a foreach会招致数据脏读(Dirty
Read),推荐遍历方法:

foreach (  var item in myConcurrentDic.ToArray()  ){
    Console.WriteLine(item.Key + ": " + item.Value);
}

C# – ConcurrentDictionary<TK,
TV>类代码

public class ConcurrentDictionary<TKey, TValue> : IDictionary<TKey, TValue>, ICollection<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IEnumerable<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IDictionary, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsEmpty { get; }
    public ICollection<TK> Keys { get; }
    public ICollection<TV> Values { get; }
    public TValue this[TKey key] { get; set; }  // 键值访问器
    public IEnumerator<KeyValuePair<TK, TV>> GetEnumerator();  // 枚举器

    public ConcurrentDictionary();
    public ConcurrentDictionary(IEnumerable<KeyValuePair<TK, TV>> collection, IEqualityComparer<TK> cmp);
    public ConcurrentDictionary(int concurrencyLevel, int capacity); // 并发级别(估计的线程数量)
    public bool TryAdd(TKey key, TValue value);   
    public bool TryRemove(TKey key, out TValue value);
    public void Clear();
    public bool ContainsKey(TKey key);
    public bool TryGetValue(TKey key, out TValue value);
    public KeyValuePair<TKey, TValue>[] ToArray();

    public bool TryUpdate(TKey key, TValue newValue, TValue comparisonValue);
    public TValue GetOrAdd(TKey key, TValue value);
    public TValue GetOrAdd(TKey key, Func<TKey, TValue> valueFactory);
    public TValue AddOrUpdate(TK key, TV addValue, Func<TK, TV, TV> updateValueFactory);
    public TValue AddOrUpdate(TK key, Func<TK, TV> addValueFactory, Func<TK, TV, TV> updateValueFactory);
}

参考:.net源码分析 –
ConcurrentDictionary<TKey,
电视alue>

style=”background-color: initial;”>ConcurrentBag class=”token tag” style=”background-color: initial;”> class=”token tag”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”><T class=”token punctuation”> style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>>:对象的线程安全的无序会聚 style=”background-color: initial;”>  

实为是双向链表

皇冠现金app 52

要素可再一次的无序汇集,允许为空null:This makes the bag handy for those
cases when all you care about is that the data be consumed eventually,
without regard for order of consumption or even fairness.

  • 在纯生产者-消费者中,ConcurrentBag<T>执行进程可能会比其他并发集合类型的实施进程慢得多;

  • 在混合生产者-消费者中,无论是微量行事负荷仍旧大大方方办事负荷处境下,ConcurrentBag<T>执行进程会比任何其余并发集合类型更快、可伸缩性更好;

皇冠现金app 53

  • Take advantage of the new ThreadLocal<T> type, so that
    each thread using the bag has a list local to just that thread. 
  • The work-stealing synchronization would outweigh the thread-local
    optimization for a thread taking its own items.

原理已毕

ConcurrentBag<T>的其中类ThreadLocalList定义一个双向链表(每一个双向链表对应归属一个线程):

internal class ThreadLocalList {
    internal Thread m_ownerThread; //当前链表所属的线程
    internal volatile ConcurrentBag<T>.Node m_head; // 表头
    private volatile ConcurrentBag<T>.Node m_tail;  // 表尾
    private int m_count;  // 当前链表元素数
    internal volatile int m_currentOp;  // 当前链表在链表池中的位置
    internal volatile ConcurrentBag<T>.ThreadLocalList m_nextList;  // 指向下一个链表   
    internal int m_stealCount;
    internal bool m_lockTaken;  
} 

ConcurrentBag<T>内部维护一个双向链表池:

private ThreadLocal<ConcurrentBag<T>.ThreadLocalList> m_locals;
private volatile ConcurrentBag<T>.ThreadLocalList m_headList;  // 首链表
private volatile ConcurrentBag<T>.ThreadLocalList m_tailList;  // 尾链表

里面,链表节点Node定义:

internal class Node{
    public readonly T m_value;
    public ConcurrentBag<T>.Node m_next;
    public ConcurrentBag<T>.Node m_prev;
    public Node(T value){
        this.m_value = value;
    }
}

社团函数会调用Initialize()方法初阶化ConcurrentBag<T>:

皇冠现金app 54 

C#
– ConcurrentBag<T>类代码

public class ConcurrentBag<T> : IProducerConsumerCollection<T>, IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable {
    public int Count { get; }
    public bool IsEmpty { get; }
    public IEnumerator<T> GetEnumerator();  // 枚举器

    public ConcurrentBag();
    public ConcurrentBag(IEnumerable<T> collection);
    public void Add(T item);
    public bool TryPeek(out T result);
    public bool TryTake(out T result);
    public void CopyTo(T[] array, int index);
    public T[] ToArray();
}    

参考:.NET 4.0 and
System.Collections.Concurrent.ConcurrentBag

style=”color: #ff6600; font-size: 16px;”>BlockingCollection<T>:为得以完毕了IProducerConsumerCollection class=”token tag”> class=”token punctuation”><T class=”token punctuation”>>接口的线程安全集合提供阻止和限量功用

参考:BlockingCollection
概述
.aspx);

对IProducerConsumerCollection<T>接口的兑现,适合构建已毕基于”生产者-消费者”的应用程序,相当于将一个非阻塞集合转变成一个打断集合,与经典的梗塞队列数据结构类似,适用于四个义务对聚集添加、删除数据。

皇冠现金app 55

其他: 

  • 辅助可选的最大容量,封装完毕IProducerConsumerCollection<T>接口的其他聚众类型;
  • 在聚集为空或已满时发生阻塞的插入和移除操作;
  • 计时阻塞操作:不会生出围堵或只在指定的年月段内发出阻塞的“尝试”插入和移除操作;
  • 支撑foreach的两类枚举:[1].
    只读枚举(静态,a snapshot of the Collection at the time of the
    call);[2]. 在枚举项时将项移除的枚举(动态,等待-执行-等待-执行
    …);

:默许集合类型ConcurrentQueue<T>,Because it is fairly
light and maximizes fairness by ordering items so that they are consumed
in the same order they are produced.

在必要限制和围堵语义时,BlockingCollection<T>执行进程可能会比其余自定义完毕的实施进程都快。

皇冠现金app 56

规律完结

  • 添加:多个线程或职务可同时向聚集中添加Add项,若集合达到上限容量,则生成线程阻塞、直到集合中的某个项被移除(if
    a producer creates an item, but there is no space to store it, it
    must wait until an item is consumed);
  • 移除:三个顾客可同时移除Take项,若集合变为空,则消费线程暴发短路、直到生产者添加某个项(if
    a consumer goes to consume an item and none exists, it must wait
    until an item is produced); 

方法CompleteAdding()和属性IsCompleted

当使用CompleteAdding()方法后且集合内没有元素时,属性IsCompleted此时会为True,(在劳动者-消费者问题中)可用于判断当前聚集内的装有因素是不是都被拍卖完。

皇冠现金app 57

C# –
BlockingCollection<T>类代码

public class BlockingCollection<T> : IEnumerable<T>, ICollection, IEnumerable, IDisposable {
    public int BoundedCapacity { get; }  // 默认值int.MaxValue
    public int Count { get; }
    public bool IsAddingCompleted { get; }  // 集合是否已被标记为已完成添加
    public bool IsCompleted { get; }  // 集合是否已被标记为已完成添加并且集合当前为空
    // 枚举器:从集合中返回并移除某一项
    public IEnumerable<T> GetConsumingEnumerable([CancellationToken cancellationToken]);

    // 构造函数(+4 重载)
    // collection:用作基础数据存储区的集合,boundedCapacity:上限容量
    public BlockingCollection([IProducerConsumerCollection<T> collection, int boundedCapacity]);
    public void Add(T item [, CancellationToken cancellationToken]);
    public T Take([CancellationToken cancellationToken]);
    public bool TryAdd(T item [, int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken]);
    public bool TryTake(out T item [, int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken]);
    public static int AddToAny(BlockingCollection<T>[] collections, T item [, CancellationToken cancellationToken]);
    public static int TakeFromAny(BlockingCollection<T>[] collections, out T item [, CancellationToken cancellationToken]);
    public static int TryAddToAny(BlockingCollection<T>[] collections, T item [, int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken]);
    public static int TryTakeFromAny(BlockingCollection<T>[] collections, out T item [, int millisecondsTimeout, CancellationToken cancellationToken]);
    public void CompleteAdding();   // 将BlockingCollection<T>实例标记为不再接受任何添加
    public void Dispose();   // 释放BlockingCollection<T>实例占用的资源
    protected virtual void Dispose(bool disposing);
    public void CopyTo(T[] array, int index);
    public T[] ToArray();
}

其中,CancellationToken代表传播有关应废除操作的关照

public struct CancellationToken {
    public bool CanBeCanceled { get; }  // 标记是否能处于已取消状态
    public bool IsCancellationRequested { get; }  // 是否已请求取消此标记
    public static CancellationToken None { get; } // 返回空CancellationToken值
    public WaitHandle WaitHandle { get; }  // 获取在取消标记时处于有信号状态的System.Threading.WaitHandle

    public CancellationToken(bool canceled);
}   

参考:

 


上边部分是多少个易混淆知识点总括:

关于数组

  • Array:数组基类,针对任意档次(可以初阶化为随机档次、但伊始化后项目定位)、固定长度
  • []:常规数组,针对一定项目、固定长度
  • ArrayList:动态数组,针对任意档次、任意长度
  • List<T>:泛型线性表,针对特定类型、任意长度

List<T> 与
Dictionary<K, V> 

  • List<T>内存中一而再存储、遍历成效高,Dictionary<K,
    V>/HashTable由均Hash算法发生内存地址、遍历作用低、且存储空间开支代价大;
  • List<T>查找元素通过Exists()方法循环查找、效能低,Dictionary<K,
    V>通过Hash查找、功用高;

参考:Dictionary<T1,T2>和List<T>效能问题

Dictionary<K, V>
与 Hashtable
  

  • Dictionary<K,
    V>类型约束新日元素,HashTable可添加任意档次的元素;
  • Dictionary<K,V>无须装箱、拆箱操作,HashTable添加衣饰箱、读取时拆箱(耗时);
  • Dictionary<K,V>根据插入顺序来遍历、着重顺序性,HashTable遍历顺序与插入顺序不等同;
  • 单线程程序中推荐应用Dictionary<K,V>(泛型优势、类型安全,读取速度快,空间应用丰硕,但非线程安全、需人为lock锁定、效能低),多线程程序中推介使用Hashtable(允许单线程写入、十二线程读取,Synchronized()方法可获得完全线程安全的档次);
  • 从数据结构角度,两者均需求对键值进行散列操作,不同是处理哈希冲突碰撞的艺术:Dictionary<K,V>接纳链接法(Chaining),Hashtable选择开放寻址法(Open
    Addressing); 
  • Hashtable扩容极度耗时,空间占据大、利用率偏低、受填充因子影响大,扩容时享有的数据须求再行展开散列总结,Dictionary<K,V>固然也有扩容问题、但不必要重新散列;

参考:有关Hashtable与Dictionary性能研究
 闲话Hashtable与Dictionary之哈希寻址方法; 

**SortedList/SortedList<K,
V> 与 SortedDictionary<K, V> **

皇冠现金app 58

  • 前者通过2个数组落成(检索O(logN)、插入删除O(N)),后者通过红黑树已毕(检索插入删除O(logN))、占用存储空间大;
  • 前端支持索引、火速搜索性能好,后者不支持索引;
  • 前者是有序线性表,后者是平衡二叉树;

HashSet<T> 与
SortedSet<T> 

  • HashSet<T>是无序不另行的Hash集合,SortedSet<T>是衣冠优孟不重复的Set集合(自动排序);
  • HashSet<T>基于哈希的查询、Contains执行极度快速、O(1)增删改查,SortedSet<T>是O(log(N))的增删改查;

会师选拔问题浅析

参考:

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