C#泛型字典Dictionary怎么使用

在C#编程中，Dictionary<TKey, TValue> 是一个非常常用的泛型集合类，用于存储键值对。它提供了快速的查找、插入和删除操作，适用于需要根据键快速访问值的场景。本文将详细介绍如何使用 Dictionary<TKey, TValue>。

1. 创建Dictionary

要使用 Dictionary<TKey, TValue>，首先需要创建一个实例。你可以指定键和值的类型，并在构造函数中初始化字典。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 创建一个键为string，值为int的字典
        Dictionary<string, int> ageDictionary = new Dictionary<string, int>();

        // 添加元素
        ageDictionary.Add("Alice", 25);
        ageDictionary.Add("Bob", 30);
        ageDictionary.Add("Charlie", 35);

        // 使用索引器添加元素
        ageDictionary["David"] = 40;

        // 输出字典内容
        foreach (var kvp in ageDictionary)
        {
            Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
        }
    }
}

2. 添加和访问元素

添加元素

你可以使用 Add 方法或索引器来添加元素到字典中。需要注意的是，Add 方法在键已经存在时会抛出异常，而索引器则会覆盖已存在的键值对。

ageDictionary.Add("Eve", 45); // 添加新元素
ageDictionary["Alice"] = 26;  // 更新已存在的元素

访问元素

你可以通过键来访问字典中的值。如果键不存在，使用索引器访问时会抛出 KeyNotFoundException 异常。为了避免异常，可以使用 TryGetValue 方法。

if (ageDictionary.TryGetValue("Bob", out int bobAge))
{
    Console.WriteLine($"Bob's age is {bobAge}");
}
else
{
    Console.WriteLine("Bob is not in the dictionary.");
}

3. 删除元素

你可以使用 Remove 方法从字典中删除指定的键值对。如果键存在并成功删除，返回 true；否则返回 false。

bool isRemoved = ageDictionary.Remove("Charlie");
if (isRemoved)
{
    Console.WriteLine("Charlie has been removed from the dictionary.");
}

4. 检查键是否存在

你可以使用 ContainsKey 方法来检查字典中是否包含指定的键。

if (ageDictionary.ContainsKey("Alice"))
{
    Console.WriteLine("Alice is in the dictionary.");
}

5. 遍历字典

你可以使用 foreach 循环来遍历字典中的所有键值对。字典中的元素是无序的，遍历顺序可能与添加顺序不同。

foreach (KeyValuePair<string, int> kvp in ageDictionary)
{
    Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
}

6. 字典的容量和性能

Dictionary<TKey, TValue> 的内部实现基于哈希表，因此它的查找、插入和删除操作的平均时间复杂度为 O(1)。然而，字典的性能会受到哈希冲突的影响，因此在设计键时应注意选择良好的哈希函数。

你可以通过 Capacity 属性来获取或设置字典的容量，以减少重新哈希的次数，从而提高性能。

Console.WriteLine($"Dictionary capacity: {ageDictionary.Capacity}");
ageDictionary.EnsureCapacity(100); // 确保字典容量至少为100

7. 线程安全

Dictionary<TKey, TValue> 不是线程安全的。如果多个线程同时访问字典，并且至少有一个线程修改了字典的内容，则必须使用锁或其他同步机制来确保线程安全。

lock (ageDictionary)
{
    ageDictionary["Frank"] = 50;
}

8. 总结

Dictionary<TKey, TValue> 是C#中非常强大的集合类，适用于需要快速查找和访问键值对的场景。通过本文的介绍，你应该已经掌握了如何创建、添加、访问、删除和遍历字典中的元素。在实际开发中，合理使用字典可以大大提高程序的性能和可读性。

希望本文对你理解和使用 Dictionary<TKey, TValue> 有所帮助！