Warum wird Dictionary in C # Hashtable vorgezogen?

In den meisten Programmiersprachen werden Wörterbücher Hashtabellen vorgezogen. Was sind die Gründe dafür?

Für was es wert ist , ein Wörterbuch ist (konzeptuell) eine Hash - Tabelle.

Wenn Sie meinten "Warum verwenden wir die Dictionary<TKey, TValue>Klasse anstelle der HashtableKlasse?", Dann ist es eine einfache Antwort: Ist Dictionary<TKey, TValue>ein generischer Typ, Hashtablenicht. Das bedeutet, dass Sie Typensicherheit erhalten Dictionary<TKey, TValue>, da Sie kein zufälliges Objekt einfügen können und die herausgenommenen Werte nicht umwandeln müssen.

Interessanterweise Dictionary<TKey, TValue>basiert die Implementierung in .NET Framework auf dem Hashtable, wie Sie diesem Kommentar im Quellcode entnehmen können:

Das generische Wörterbuch wurde aus der Quelle von Hashtable kopiert

Quelle

Dictionary<<< >>> HashtableUnterschiede:

• Generisch <<< >>> Nicht generisch
• Benötigt eigene Thread-Synchronisation <<< >>> Bietet eine thread-sichere Version über die Synchronized()Methode
• Aufzählungselement: KeyValuePair<<< >>> Aufzählungselement:DictionaryEntry
• Neuere (> .NET 2.0 ) <<< >>> Älter (seit .NET 1.0 )
• befindet sich in System.Collections.Generic <<< >>> befindet sich in System.Collections
• Anforderung an nicht vorhandenen Schlüssel löst Ausnahme aus <<< >>> Anforderung an nicht vorhandenen Schlüssel gibt null zurück
• möglicherweise etwas schneller für Werttypen <<< >>> etwas langsamer (erfordert Boxing / Unboxing) für Werttypen

Dictionary/ HashtableÄhnlichkeiten:

• Bei beiden handelt es sich um interne Hashtabellen == schneller Zugriff auf Daten mit vielen Elementen gemäß Schlüssel
• Beide benötigen unveränderliche und eindeutige Schlüssel
• Schlüssel von beiden benötigen eine eigene GetHashCode()Methode

Ähnliche .NET-Sammlungen (Kandidaten, die anstelle von Dictionary und Hashtable verwendet werden sollen):

• ConcurrentDictionary- Thread-sicher (kann von mehreren Threads gleichzeitig sicher aufgerufen werden)
• HybridDictionary- optimierte Leistung (für wenige Artikel und auch für viele Artikel)
• OrderedDictionary- Auf Werte kann über den int-Index zugegriffen werden (in der Reihenfolge, in der die Elemente hinzugefügt wurden).
• SortedDictionary- Artikel automatisch sortiert
• StringDictionary- stark typisiert und für Strings optimiert

Da Dictionaryeine generische Klasse (ist Dictionary<TKey, TValue>), so dass sein Inhalt ist der Zugriff auf typsicher (dh Sie nicht gegossen aus benötigen Object, wie Sie mit einem zu tun Hashtable).

Vergleichen Sie

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

zu

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

Jedoch Dictionarywird als Hash - Tabelle intern implementiert, so technisch funktioniert es genauso.

Zu Ihrer Information: In .NET Hashtableist es threadsicher für die Verwendung durch mehrere Reader-Threads und einen einzelnen Schreibthread, während in Dictionaryöffentlichen statischen Mitgliedern threadsicher sind, aber nicht garantiert wird, dass Instanzmitglieder threadsicher sind.

Aus Hashtablediesem Grund mussten wir alle unsere Wörterbücher wieder ändern .

In .NET besteht der Unterschied zwischen Dictionary<,>und HashTablein erster Linie darin, dass es sich bei dem ersteren um einen generischen Typ handelt. Sie erhalten also alle Vorteile von Generika in Bezug auf die statische Typprüfung (und das reduzierte Boxen), aber dies ist nicht so groß, wie die Leute denken Leistungsbedingungen - das Boxen verursacht jedoch bestimmte Speicherkosten.

Die Leute sagen, dass ein Wörterbuch dasselbe ist wie eine Hash-Tabelle.

Dies ist nicht unbedingt wahr. Eine Hash-Tabelle ist eine Möglichkeit, ein Wörterbuch zu implementieren . Ein typischer, und es kann der Standard in .NET in der seinDictionary Klasse, aber es ist per Definition nicht das einzige.

Sie könnten ein Wörterbuch genauso gut mithilfe einer verknüpften Liste oder eines Suchbaums implementieren, es wäre einfach nicht so effizient (für eine Metrik der Effizienz).

Collections& Genericssind nützlich für die Behandlung von Objektgruppen. In .NET befinden sich alle Sammlungsobjekte unter der Schnittstelle IEnumerable, die wiederum über ArrayList(Index-Value))& verfügt HashTable(Key-Value). Nach .NET Framework 2.0 wurden ArrayList& HashTabledurch List& ersetzt Dictionary. Jetzt werden die Arraylist& HashTablein heutigen Projekten nicht mehr verwendet.

Der Unterschied zwischen HashTable& Dictionary, Dictionaryist generisch, wo Hastablenicht generisch ist. Wir können jedem Objekttyp hinzufügen HashTable, aber beim Abrufen müssen wir ihn in den gewünschten Typ umwandeln. Es ist also nicht typsicher. Aber dictionary, während sich erklären wir die Art von Schlüssel und Wert angeben können, so gibt es keine Notwendigkeit, Guss beim Abrufen.

Schauen wir uns ein Beispiel an:

Hash-tabelle

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);
        }

    }
}

Wörterbuch,

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);
        }
    }
}

Wörterbuch:

• Es gibt eine Ausnahme zurück / löst eine Ausnahme aus, wenn wir versuchen, einen Schlüssel zu finden, der nicht existiert.

• Es ist schneller als ein Hashtable, da es kein Boxen und Unboxing gibt.

• Nur öffentliche statische Mitglieder sind threadsicher.

• Dictionary ist ein generischer Typ, dh wir können ihn mit jedem Datentyp verwenden (beim Erstellen müssen die Datentypen sowohl für Schlüssel als auch für Werte angegeben werden).

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

• Dictionay ist eine typsichere Implementierung von Hashtable Keysund Valuesstark typisiert.

Hash-tabelle:

• Es gibt null zurück, wenn wir versuchen, einen Schlüssel zu finden, der nicht existiert.

• Es ist langsamer als das Wörterbuch, da es das Ein- und Auspacken erfordert.

• Alle Mitglieder in einer Hashtabelle sind threadsicher.

• Hashtable ist kein generischer Typ.

• Hashtable ist eine lose typisierte Datenstruktur. Wir können Schlüssel und Werte jedes Typs hinzufügen.

Die ausführliche Untersuchung von Datenstrukturen mithilfe des C # -Artikels zu MSDN besagt, dass es auch einen Unterschied in der Strategie zur Kollisionsauflösung gibt :

Die Hashtable-Klasse verwendet eine Technik, die als Aufwärmen bezeichnet wird .

Das Aufwärmen funktioniert wie folgt: Es gibt eine Reihe verschiedener Hash-Funktionen, H ₁ ... H _n , und beim Einfügen oder Abrufen eines Elements aus der Hash-Tabelle wird zunächst die H _1- Hash-Funktion verwendet. Wenn dies zu einer Kollision führt, wird stattdessen H ₂ versucht und bei Bedarf bis zu H _n .

Das Wörterbuch verwendet eine Technik, die als Verkettung bezeichnet wird .

Beim erneuten Aufwärmen wird im Falle einer Kollision der Hash neu berechnet und der neue Slot, der einem Hash entspricht, versucht. Bei der Verkettung wird jedoch eine sekundäre Datenstruktur verwendet, um etwaige Kollisionen zu halten . Insbesondere verfügt jeder Steckplatz im Wörterbuch über ein Array von Elementen, die diesem Bucket zugeordnet sind. Im Falle einer Kollision wird das kollidierende Element der Liste des Buckets vorangestellt.

Seit .NET Framework 3.5 gibt es auch eine, HashSet<T>die alle Vorteile bietet, Dictionary<TKey, TValue>wenn Sie nur die Schlüssel und keine Werte benötigen.

Wenn Sie also a verwenden Dictionary<MyType, object>und den Wert immer so einstellen, dass die nulltypsichere Hash-Tabelle simuliert wird, sollten Sie möglicherweise in Betracht ziehen, auf die zu wechseln HashSet<T>.

Dies Hashtableist eine lose typisierte Datenstruktur, sodass Sie dem Schlüssel Schlüssel und Werte eines beliebigen Typs hinzufügen können Hashtable. Die DictionaryKlasse ist eine typsichere HashtableImplementierung, und die Schlüssel und Werte sind stark typisiert. Beim Erstellen einer DictionaryInstanz müssen Sie die Datentypen sowohl für den Schlüssel als auch für den Wert angeben.

Beachten Sie, dass MSDN sagt: "Dictionary <(Of <(TKey, TValue>)>) Klasse ist als Hash-Tabelle implementiert ", nicht "Dictionary <(Of <(TKey, TValue>)>) Klasse ist als HashTable implementiert ".

Dictionary wird NICHT als HashTable implementiert, sondern nach dem Konzept einer Hash-Tabelle. Die Implementierung hat aufgrund der Verwendung von Generics keine Beziehung zur HashTable-Klasse, obwohl Microsoft intern denselben Code hätte verwenden und die Symbole vom Typ Object durch TKey und TValue ersetzen können.

In .NET 1.0 gab es keine Generika. Hier begannen ursprünglich HashTable und ArrayList.

Hash-tabelle:

Schlüssel / Wert werden beim Speichern im Heap in einen Objekttyp (Boxing) konvertiert.

Schlüssel / Wert muss beim Lesen vom Heap in den gewünschten Typ konvertiert werden.

Diese Operationen sind sehr kostspielig. Wir müssen das Boxen / Unboxen so weit wie möglich vermeiden.

Wörterbuch: Generische Variante von HashTable.

Kein Boxen / Unboxen. Keine Konvertierungen erforderlich.

Ein Hashtable-Objekt besteht aus Buckets, die die Elemente der Sammlung enthalten. Ein Bucket ist eine virtuelle Untergruppe von Elementen in der Hashtabelle, wodurch das Suchen und Abrufen einfacher und schneller ist als in den meisten Sammlungen .

Die Dictionary-Klasse hat dieselbe Funktionalität wie die Hashtable-Klasse. Ein Wörterbuch eines bestimmten Typs (außer Objekt) bietet eine bessere Leistung als eine Hashtabelle für auf, da die Elemente der Hashtabelle vom Typ Objekt sind und daher beim Speichern oder Abrufen eines Werttyps normalerweise Boxing und Unboxing auftreten.

Weitere Informationen : Hashtable- und Dictionary-Auflistungstypen

Ein weiterer wichtiger Unterschied ist, dass Hashtable threadsicher ist. Hashtable verfügt über eine integrierte Thread-Sicherheit für mehrere Leser / einzelne Schreiber (MR / SW), was bedeutet, dass Hashtable EINEN Schreiber zusammen mit mehreren Lesern ohne Sperren ermöglicht.

Im Fall von Dictionary gibt es keine Thread-Sicherheit; Wenn Sie Thread-Sicherheit benötigen, müssen Sie Ihre eigene Synchronisation implementieren.

Um weiter auszuarbeiten:

Hashtable bietet etwas Thread-Sicherheit durch die Synchronized Eigenschaft , die einen thread-sicheren Wrapper um die Sammlung zurückgibt. Der Wrapper sperrt die gesamte Sammlung bei jedem Hinzufügen oder Entfernen. Daher muss jeder Thread, der versucht, auf die Sammlung zuzugreifen, warten, bis er an der Reihe ist, um die eine Sperre zu erhalten. Dies ist nicht skalierbar und kann bei großen Sammlungen zu erheblichen Leistungseinbußen führen. Auch das Design ist nicht vollständig vor Rennbedingungen geschützt.

Die .NET Framework 2.0-Auflistungsklassen wie List<T>, Dictionary<TKey, TValue>usw. bieten keine Thread-Synchronisierung. Der Benutzercode muss die gesamte Synchronisierung bereitstellen, wenn Elemente in mehreren Threads gleichzeitig hinzugefügt oder entfernt werden

Wenn Sie sowohl Typensicherheit als auch Thread-Sicherheit benötigen, verwenden Sie gleichzeitige Sammlungsklassen in .NET Framework. Lesen Sie hier weiter .

Ein zusätzlicher Unterschied besteht darin, dass beim Hinzufügen mehrerer Einträge im Wörterbuch die Reihenfolge beibehalten wird, in der die Einträge hinzugefügt werden. Wenn wir die Elemente aus dem Wörterbuch abrufen, erhalten wir die Datensätze in der Reihenfolge, in der wir sie eingefügt haben. Während Hashtable die Einfügereihenfolge nicht beibehält.

Ein weiterer Unterschied, den ich herausfinden kann, ist:

Wir können Dictionary <KT, VT> (Generika) nicht mit Webdiensten verwenden. Der Grund dafür ist, dass kein Webdienststandard den Generika-Standard unterstützt.

Dictionary<> ist ein generischer Typ und daher typsicher.

Sie können einen beliebigen Werttyp in HashTable einfügen, was manchmal eine Ausnahme auslöst. Dictionary<int>Akzeptiert aber nur ganzzahlige Werte und ähnlichDictionary<string> wird nur Strings akzeptieren.

Es ist also besser, Dictionary<>statt zu verwenden HashTable.

In den meisten Programmiersprachen werden Wörterbücher Hashtabellen vorgezogen

Ich denke nicht, dass dies unbedingt wahr ist, die meisten Sprachen haben die eine oder andere, abhängig von der Terminologie, die sie bevorzugen .

In C # ist der klare Grund (für mich) jedoch, dass C # HashTables und andere Mitglieder des System.Collections-Namespace weitgehend veraltet sind. Sie waren in c # V1.1 vorhanden. Sie wurden von C # 2.0 durch die generischen Klassen im System.Collections.Generic-Namespace ersetzt.

Nach dem, was ich mit .NET Reflector sehe :

[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;

So können wir sicher sein, dass DictionaryBase intern eine HashTable verwendet.