学习C# 哈希表（HashTable）用法

1. 哈希表(HashTable)简述

在.NET Framework中，Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器，用于处理和表现类似keyvalue的键值对，其中key通常可用来快速查找，同时key是区分大小写；value用于存储对应于key的值。Hashtable中keyvalue键值对均为object类型，所以Hashtable可以支持任何类型的keyvalue键值对.

2. 哈希表使用情景

(1) 某些数据会被高频率查询
(2) 数据量大
(3)查询字段包含字符串类型
(4)数据类型不唯一

3. 哈希表的使用方法

哈希表需要使用的namespace:

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

哈希表的基本操作：

//添加一个keyvalue键值对：
HashtableObject.Add(key,value);
//移除某个keyvalue键值对：
HashtableObject.Remove(key);
//移除所有元素：           
HashtableObject.Clear(); 
// 判断是否包含特定键key：
HashtableObject.Contains(key);

示例代码：

using System;
using System.Collections; //file使用Hashtable时，必须引入这个命名空间
class Program
{
  public static void Main()
  {
     Hashtable ht = new Hashtable(); //创建一个Hashtable实例
     ht.Add("北京", "帝都"); //添加keyvalue键值对
     ht.Add("上海", "魔都");
     ht.Add("广州", "省会");
     ht.Add("深圳", "特区");
     string capital = (string)ht["北京"];
     Console.WriteLine(ht.Contains("上海")); //判断哈希表是否包含特定键,其返回值为true或false
     ht.Remove("深圳"); //移除一个keyvalue键值对
     ht.Clear(); //移除所有元素
  }
}

当获取哈希表中数据时，如果类型声明的不对，会出现InvalidCastException错误。使用as-statements可以避免该错误。

using System;
using System.Collections;
using System.IO;
class Program
{
    static void Main()
    {
    Hashtable hashtable = new Hashtable();
    hashtable.Add(100, "西安");
    // 能转换成功
    string value = hashtable[100] as string;
    if (value != null)
    {
        Console.WriteLine(value);
    }
    // 转换失败，获取的值为null，但不会抛出错误。
    StreamReader reader = hashtable[100] as StreamReader;
    if (reader == null)
    {
         Console.WriteLine("西安不是StreamReader型");
    }
    // 也可以直接获取object值，再做判断
    object value2 = hashtable[100];
    if (value2 is string)
    {
        Console.Write("这个是字符串型: ");
        Console.WriteLine(value2);
    }
    }
}

4. 遍历哈希表

遍历哈希表需要用到DictionaryEntry Object，代码如下：

for(DictionaryEntry de in ht) //ht为一个Hashtable实例
{
   Console.WriteLine(de.Key);  //de.Key对应于keyvalue键值对key
   Console.WriteLine(de.Value);  //de.Key对应于keyvalue键值对value
}

遍历键值:

foreach (int key in hashtable.Keys)
{
    Console.WriteLine(key);
}

遍历值:

foreach (string value in hashtable.Values)
{
    Console.WriteLine(value);
}

5. 对哈希表进行排序

ArrayList akeys=new ArrayList(ht.Keys); 
akeys.Sort(); //按字母顺序进行排序
foreach(string key in akeys)
{
   Console.WriteLine(key + ": " + ht[key]);  //排序后输出
}

6. 哈希表的效率

System.Collections下的哈希表（Hashtable）和System.Collections.Generic下的字典（Dictionary）都可用作lookup table，下面比较一下二者的执行效率。

Stopwatch sw = new Stopwatch();
Hashtable hashtable = new Hashtable();
Dictionary<string, int> dictionary = new Dictionary<string, int>();
int countNum = 1000000;
sw.Start();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    hashtable.Add(i.ToString(), i);
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //输出: 744
sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    dictionary.Add(i.ToString(), i);
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //输出: 489
sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    hashtable.ContainsKey(i.ToString());
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //输出: 245
sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    dictionary.ContainsKey(i.ToString());
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //输出: 192

由此可见，添加数据时Hashtable快。频繁调用数据时Dictionary快。
结论：Dictionary是泛型的，当K或V是值类型时，其速度远远超过Hashtable。

7. HashTable、HashSet和Dictionary的区别

(1). HashTable

哈希表(HashTable)表示键/值对的集合。在.NET Framework中，Hashtable是System.Collections命名空间提供的一个容器，用于处理和表现类似key-value的键值对，其中key通常可用来快速查找，同时key是区分大小写；value用于存储对应于key的值。Hashtable中key-value键值对均为object类型，所以Hashtable可以支持任何类型的keyvalue键值对，任何非 null 对象都可以用作键或值。
在哈希表中添加一个key/键值对：HashtableObject.Add(key,);

(2). HashSet

HashSet类主要是设计用来做高性能集运算的，例如对两个集合求交集、并集、差集等。集合中包含一组不重复出现且无特性顺序的元素，HashSet拒绝接受重复的对象。
HashSet的一些特性如下:

a. HashSet中的值不能重复且没有顺序。
b. HashSet的容量会按需自动添加。

(3). Dictionary

Dictionary表示键和值的集合。Dictionary是一个泛型,他本身有集合的功能有时候可以把它看成数组,他的结构是这样的：Dictionary<[key], [value]>,的特点是存入对象是需要与[key]值一一对应的存入该泛型,通过某一个一定的[key]去找到对应的值.

(4).HashTable和Dictionary的区别：

- a. HashTable不支持泛型，而Dictionary支持泛型。
　　- b. Hashtable 的元素属于 Object 类型，所以在存储或检索值类型时通常发生装箱和拆箱的操作，所以你可能需要进行一些类型转换的操作，而且对于int,float这些值类型还需要进行装箱等操作，非常耗时。
　　- c. 单线程程序中推荐使用 Dictionary, 有泛型优势, 且读取速度较快, 容量利用更充分。多线程程序中推荐使用 Hashtable, 默认的 Hashtable 允许单线程写入, 多线程读取, 对 Hashtable 进一步调用 Synchronized() 方法可以获得完全线程安全的类型. 而 Dictionary 非线程安全, 必须人为使用 lock 语句进行保护, 效率大减。
　　- d. 在通过代码测试的时候发现key是整数型Dictionary的效率比Hashtable快，如果key是字符串型，Dictionary的效率没有Hashtable快。

static void IntMethod()
{
    int count = 1000000;
    Dictionary<int, int> dictionary = new Dictionary<int, int>();
    Hashtable hashtable = new Hashtable();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        dictionary.Add(i,i);
        hashtable.Add(i,i);
    }
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        int value = dictionary[i];
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
    stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        object value = hashtable[i];
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}
static void MethodString()
{
    int count = 1000000;
    Dictionary<string, string> dictionary = new Dictionary<string, string>();
    Hashtable hashtable=new Hashtable();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        dictionary.Add(i.ToString(),"aaa");
        hashtable.Add(i.ToString(),"aaa");
    }
    Stopwatch stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        string value=dictionary[i.ToString()];
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
    stopwatch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        object value = hashtable[i.ToString()];
    }
    stopwatch.Stop();
    Console.WriteLine(stopwatch.ElapsedMilliseconds);
}