C# Dictionary（字典）的用法

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分类专栏：《跟老吕学C#》文章标签： C# Dictionary C# 字典 Dictionary C#字典的用法 C# Dictionary用法 C# 字典用法 C# 字典的用法

于 2024-07-11 22:56:56 首次发布

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C# Dictionary（字典）的用法

在C#中，Dictionary<TKey, TValue> 是一个泛型集合，它表示一个键值对的集合。与数组或列表不同，Dictionary 使用键（Key）来访问存储在集合中的项，这些键必须是唯一的。Dictionary 通常用于快速查找、添加、删除键值对。

以下是Dictionary在C#中的一些基本用法：

1. 创建Dictionary

首先，你需要指定键和值的类型来创建一个Dictionary。

Dictionary<string, int> dictionary = new Dictionary<string, int>();

在这个例子中，我们创建了一个键为string类型，值为int类型的Dictionary。

2. 添加键值对

使用Add方法或集合初始化器来添加键值对。

// 使用 Add 方法
dictionary.Add("apple", 1);
dictionary.Add("banana", 2);

// 使用集合初始化器
Dictionary<string, int> anotherDictionary = new Dictionary<string, int>
{
    { "cherry", 3 },
    { "date", 4 }
};

3. 访问元素

通过键来访问Dictionary中的元素。

if (dictionary.ContainsKey("apple"))
{
    int appleCount = dictionary["apple"];
    Console.WriteLine($"We have {appleCount} apples.");
}

4. 修改元素

你可以通过键来修改Dictionary中的值。

dictionary["apple"] = 5; // 现在 apple 的数量为 5

5. 删除元素

使用Remove方法来删除键值对。

dictionary.Remove("banana"); // 删除键为 "banana" 的项

6. 遍历Dictionary

你可以使用foreach循环来遍历Dictionary中的键值对。

foreach (var pair in dictionary)
{
    Console.WriteLine($"Key = {pair.Key}, Value = {pair.Value}");
}

或者，如果你只对键或值感兴趣，你可以这样做：

// 遍历键
foreach (string key in dictionary.Keys)
{
    Console.WriteLine(key);
}

// 遍历值
foreach (int value in dictionary.Values)
{
    Console.WriteLine(value);
}

7. 检查键是否存在

使用ContainsKey方法来检查Dictionary中是否包含特定的键。

if (dictionary.ContainsKey("orange"))
{
    // 键存在，处理它...
}
else
{
    // 键不存在，执行其他操作...
}

8. 容量和扩容

虽然Dictionary会自动管理其容量，但你也可以在创建时指定初始容量和负载因子。这可能会影响性能，尤其是在你知道将添加大量项时。

// 创建一个初始容量为 100 的 Dictionary
Dictionary<string, int> capacityDictionary = new Dictionary<string, int>(100);

// 负载因子（默认为 0.75）决定了何时扩容
// 这不是常用的设置，除非你有特定的性能需求

9. 线程安全

Dictionary<TKey, TValue> 类本身不是线程安全的。这意味着，如果你在多线程环境中不加锁或其他同步机制就操作同一个 Dictionary 实例，可能会导致数据不一致或其他不可预测的行为。

为了在多线程环境中安全地使用 Dictionary，你可以采取以下几种方法：

使用锁（lock）:
通过在访问 Dictionary 时使用 lock 语句，你可以确保一次只有一个线程可以修改它。

  lock (someLockObject)
  {
      // 安全地访问或修改 Dictionary
      if (dictionary.ContainsKey("apple"))
      {
          // ...
      }
  }

使用 ConcurrentDictionary<TKey, TValue>:
ConcurrentDictionary<TKey, TValue> 是专门为多线程环境设计的，它提供了线程安全的键值对集合。它提供了与 Dictionary 类似的功能，但自动处理同步。

  ConcurrentDictionary<string, int> concurrentDictionary = new ConcurrentDictionary<string, int>();
  // 可以安全地在多个线程中添加、获取或删除项，无需额外同步

使用 Monitor、Mutex 或其他同步原语:
除了 lock 语句外，你还可以使用 Monitor 类、互斥锁（Mutex）或其他同步机制来保护对 Dictionary 的访问。
避免在迭代时修改:
如果你正在遍历 Dictionary 并在迭代过程中修改它（例如，添加或删除项），可能会导致异常。即使你使用锁来同步访问，也最好避免这种情况。如果需要修改，考虑收集要添加的项或要删除的键的列表，然后在迭代完成后进行批量操作。
读取操作通常是线程安全的（但不建议依赖于此）:
虽然读取操作本身可能不会破坏 Dictionary 的内部结构，但在没有同步的情况下读取可能会看到不一致的数据状态（例如，一个线程正在添加项，而另一个线程正在读取）。因此，即使读取操作在技术上可能是“线程安全的”，也不建议在没有同步的情况下依赖它们。

总结

Dictionary<TKey, TValue> 是一个强大且灵活的集合类型，它允许你使用键来存储和检索值。然而，在多线程环境中使用时需要特别小心，以确保线程安全性。通过使用锁、ConcurrentDictionary 或其他同步机制，你可以安全地在多个线程之间共享和修改 Dictionary。

C# Dictionary（字典）的用法

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