C#中雜湊表與List的比較

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簡單概念

在c#中，List是順序線性表（非鏈表），用一組地址連續的儲存單元依次儲存資料元素的線性結構。

雜湊表也叫散列表，是一種通過把關鍵碼值對應到表中一個位置來訪問記錄的資料結構。c#中的雜湊表有Hashtable，Dictionary，Hashtable繼承自Map，實現一個key-value映射的關係。Dictionary則是一種泛型雜湊表，不同於Hashtable的key無序，Dictionary是按照順序儲存的。雜湊表的特點是：1.尋找速度快,2.不能有重複的key。

建立過程

在c#中，我們執行個體化list時，如果不指定容量，則內部會產生一個靜態空數組，有添加操作時，執行個體化為一個長度為4的數組，滿了以後，自動擴充為兩倍的容量。

雜湊表也是類似的情況，先預設產生一個長度為11的雜湊表，滿後，自動添加，而添加規則是內部迴圈素數數組，稍大於當前的長度，比如15 ，則長度設定為17。在雜湊表建立可分為確定雜湊函數，解決雜湊衝突兩個步驟。

實驗執行結果

下面進行兩個實驗，實驗一，比較Hashtable，Dictionary，List三者在不同長度時的建立速度，實驗二比較三者在不同時間時的尋找速度。（實驗代碼在最後）

硬體：intel core 2 quad cpu @ 2.66GHZ，4GB記憶體。

軟體：windows 2008，2010 VS編譯環境。

表1.三者的建立時間

長度\類型	Hashtable	Dictionary	List
1	0.001s	0s	0s
10	0S	0S	0s
100	0S	0S	0s
1000	0.003s	0.005s	0.001s
10000	0.0032s	0.003s	0.002s
100000	0.038s	0.042s	0.002s
1000000	0.520s	0.512s	0.015s
3000000	1.807s	1.441s	0.042s
6000000	3.752s	2.952s	0.087s
8000000	4.744s	3.740s	0.102s

 

 

 

表2.三者的尋找時間

長度\類型	Hashtable	Dictionary	List
1	0s	0s	0s
10	0s	0s	0s
100	0s	0s	0s
1000	0s	0s	0s
10000	0s	0s	0.001s
100000	0s	0s	0.010s
1000000	0s	0s	0.009s
3000000	0s	0s	0.009s
6000000	0s	0s	0.058s
8000000	0s	0s	0.077s

總結

實驗一表明：雜湊表比list需要花費更多的時間建立資料結構，這是因為雜湊表花費時間去解決雜湊衝突，而list不需要。但需要注意的是建立操作只需要執行一次。

 

實驗二表明：雜湊表的尋找速度幾乎不需要花費時間，這是因為雜湊表在添加一對元素（key-value）時，就已經記錄下value的位置，所以尋找時就會非常的快。雜湊的尋找複雜度O（1）,list 的尋找複雜度是O（n）。

 

雜湊表的高速尋找是空間換時間的典型應用，前期的建立時間隨著數量級的增加而增加，後期的尋找則永遠是O（1）。所以我們得出結論：如果面對海量資料，且需要大量搜尋，那建議使用雜湊表。而當面對小量資料（數量級由伺服器決定）時，使用List更合適。

 

最後友情提醒：第一，雖然在尋找上雜湊佔有優勢，但不足的是1.佔有空間大，2.不能有重複健。第二，如果需要使用雜湊表，建議多使用Dictionary。Dictionary的已耗用時間比hashtable稍快，而且Dictionary是型別安全的，這有助於我們寫出更健壯更具可讀性的代碼，省去我們強制轉化的麻煩。Dictionary是泛型的，當K或V是實值型別時，其速度遠遠超過Hashtable。

 

1. /* 
2.  *Author: chao 
3.  *Date:2012.3.27 
4.  *Fun: Compare list with hash in c# 
5.  */  
6. using System;  
7. using System.Collections.Generic;  
8. using System.Linq;  
9. using System.Text;  
10. using System.Collections;  
11. namespace hash_vs_list  
12. {  
13.     class Program  
14.     {  
15.   
16.         const int MAX = 50000;  
17.         static void Main(string[] args)  
18.         {  
19.             //hash_table   
20.             Console.WriteLine("hash_table");  
21.             TimeSpan hash_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  //開始時間   
22.             Hashtable h1 = new Hashtable();  
23.             for (int i = 0; i < MAX; i++)  
24.                 h1.Add(i, i.ToString());  
25.             TimeSpan hash_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  //結束時間   
26.             TimeSpan hash_diff = hash_start.Subtract(hash_end).Duration();//  計算時間差   
27.             string hash_create_diff = hash_diff.TotalSeconds.ToString();   //     
28.   
29.             //hashtable search   
30.             hash_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
31.             string tmp = h1[0].ToString();  
32.             hash_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
33.             hash_diff = hash_start.Subtract(hash_end).Duration();  
34.             string hash_search_diff = hash_diff.TotalSeconds.ToString();  
35.   
36.             Console.WriteLine("create:{0} search:{1}", hash_create_diff, hash_search_diff);  
37.             Console.WriteLine();  
38.   
39.   
40.   
41.   
42.             //dict   
43.             Console.WriteLine("dictionary");  
44.             Dictionary<int, string> dict = new Dictionary<int, string>();  
45.             TimeSpan dict_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
46.             for (int i = 0; i < MAX; i++)  
47.             {  
48.                 dict.Add(i, i.ToString());  
49.             }  
50.             TimeSpan dict_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
51.             TimeSpan dict_diff = dict_start.Subtract(dict_end).Duration();  
52.             string dict_create_diff = dict_diff.TotalSeconds.ToString();  
53.               
54.             //dict search   
55.             dict_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
56.             tmp = dict[0];  
57.             dict_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
58.             dict_diff = dict_start.Subtract(dict_end).Duration();  
59.             string dict_search_diff = dict_diff.TotalSeconds.ToString();  
60.             Console.WriteLine("create:{0} search:{1}", dict_create_diff, dict_search_diff);  
61.             Console.WriteLine();  
62.   
63.   
64.   
65.             //list create   
66.             Console.WriteLine("list");  
67.             TimeSpan list_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
68.             List<int> l1 = new List<int>();  
69.             for (int i = 0; i < MAX; i++)  
70.                 l1.Add(i);  
71.             TimeSpan list_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
72.             TimeSpan list_diff = list_start.Subtract(list_end).Duration();  
73.             string list_create_diff = list_diff.TotalSeconds.ToString();  
74.   
75.   
76.             //list foreach   
77.             list_start = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
78.             foreach (int i in l1)  
79.             {  
80.                 if (i == MAX)  
81.                     break;  
82.             }  
83.             list_end = new TimeSpan(DateTime.Now.Ticks);  
84.             list_diff = list_start.Subtract(list_end).Duration();  
85.             string list_foreach_diff = list_diff.TotalSeconds.ToString();  
86.             Console.WriteLine("create:{0},foreach:{1}", list_create_diff, list_foreach_diff);  
87.             Console.WriteLine();  
88.   
89.   
90.             Console.Read();  
91.         }  
92.     }  
93. }  

C#中雜湊表與List的比較