一:背景
1. 講故事
昨天在 StackOverflow 上看到一個很有趣的問題,說: 你會幾種遍歷字典的方式,然後跟帖就是各種奇葩的回答,挺有意思,馬上就要國慶了,娛樂娛樂吧,說說這種挺無聊的問題???。
二: 使用 foreach 遍歷
為了方便演示,先上一段測試程式碼:
var dict = new Dictionary<int, string>()
{
[10] = "A10",
[20] = "A20",
[30] = "A30",
[40] = "A40",
[50] = "A50"
};
1. 直接 foreach dict
如果要拿百分比說話,估計有 50%+ 的小夥伴用這種方式,為啥,簡單粗暴唄,其他沒什麼好說的,直接上程式碼:
foreach (var item in dict)
{
Console.WriteLine($"key={item.Key},value={item.Value}");
}
這裡的 item 是底層在 MoveNext 的過程中用 KeyValuePair 包裝出來的,如果你不信的話,看下原始碼唄:
public bool MoveNext()
{
while ((uint)_index < (uint)_dictionary._count)
{
ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];
if (reference.next >= -1)
{
_current = new KeyValuePair<TKey, TValue>(reference.key, reference.value);
return true;
}
}
}
2. foreach 中 使用 KeyPairValue 解構
剛才你也看到了 item 是 KeyValuePair 型別,不過??的是 netcore 對 KeyValuePair 進行了增強,增加了 Deconstruct 函式用來解構 KeyValuePair,程式碼如下:
public readonly struct KeyValuePair<TKey, TValue>
{
private readonly TKey key;
private readonly TValue value;
public TKey Key => key;
public TValue Value => value;
public KeyValuePair(TKey key, TValue value)
{
this.key = key;
this.value = value;
}
public void Deconstruct(out TKey key, out TValue value)
{
key = Key;
value = Value;
}
}
有了這個解構函式,你就可以在遍歷的過程中直接拿到 key,value,而不是包裝的 KeyValuePair,這在 netframework 中可是不行的哈,實現程式碼如下:
foreach ((int key, string value) in dict)
{
Console.WriteLine($"key={key},value={value}");
}
3. foreach keys
前面的例子都是直接對 dict 進行 foreach,其實你還可以對 dict.keys 進行 foreach 遍歷,然後通過遍歷出的 key 對 dict 進行類索引器讀取,程式碼如下:
foreach (var key in dict.Keys)
{
Console.WriteLine($"key={key},value={dict[key]}");
}
說到這裡,不知道你是否有一個潛意識,那就是 dict 只能通過 foreach 進行遍歷,真相是不是這樣的呢? 要尋找答案,還是回頭看一下 foreach 是如何進行遍歷的。
public struct Enumerator : IEnumerator<KeyValuePair<TKey, TValue>>, IDisposable, IEnumerator, IDictionaryEnumerator
{
public bool MoveNext()
{
while ((uint)_index < (uint)_dictionary._count)
{
ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];
if (reference.next >= -1)
{
_current = new KeyValuePair<TKey, TValue>(reference.key, reference.value);
return true;
}
}
_index = _dictionary._count + 1;
_current = default(KeyValuePair<TKey, TValue>);
return false;
}
}
仔細看這個 while 迴圈,你就應該明白,本質上它也是對 entries 陣列進行遍歷,那底層都用了 while,我是不是可以用 for 來替換然後迴圈 dict 呢?哈哈,反正就是模仿唄。
三:使用 for 遍歷
為了把 MoveNext 中的程式碼模擬出來,重點在於這條語句: ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];
, 其實很簡單,_entries 陣列內容的提取可以用 Linq 的 ElementAt 方法,是不是~~~ ,改造後的程式碼如下:
for (int i = 0; i < dict.Count; i++)
{
(int key, string value) = dict.ElementAt(i);
Console.WriteLine($"key={key},value={dict[key]}");
}
接下來是不是很好奇這個 ElementAt 擴充套件方法是如何實現的,一起看看原始碼吧。
public static TSource ElementAt<TSource>(this IEnumerable<TSource> source, int index)
{
IList<TSource> list = source as IList<TSource>;
if (list != null)
{
return list[index];
}
if (index >= 0)
{
using (IEnumerator<TSource> enumerator = source.GetEnumerator())
{
while (enumerator.MoveNext())
{
if (index == 0)
{
return enumerator.Current;
}
index--;
}
}
}
}
從上面程式碼可以看到,如果當前的 source 沒有實現 IList 介面的話,那就是一個巨大的坑,每一次執行 ElementAt 方法,最壞時間複雜度都是 O(N),就拿剛才的 for迴圈來說,它的最壞時間複雜度就是 O(n!) ,是不是比你想象的要恐怖的多,教訓就是多實踐,多看看原始碼~
四:總結
這篇列舉了 4 種遍歷 dict 的方式,不知你會用到哪幾種? 要注意的是最後 ElementAt 對 Source 判別上的大坑一定要明白,不要想當然的以為就是 O(N) ,好了,更多的 遍歷方式 歡迎補充!
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