C# List、LinkedList、Dictionary性能对比

数据结构性能对比 List、LinkedList、Dictionary

1. ArrayList （List：前传）

ArrayList

是一个特殊数组，

通过添加和删除元素就可以动态改变数组的长度。

ArrayList集合相对于数组的优点：

支持自动改变大小，

可以灵活的插入元素，

可以灵活的删除元素，

可以灵活的访问元素。

ArrayList 自身缺陷：

ArrayList只支持一维，

并且查询和检索的速度较慢。

简而言之

灵活性提升，速度不足。

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在C#中数据类型分为两类：值类型和引用类型。

值类型

int ，bool， char， double， enum， struct， DateTime等

都是值类型

引用类型

string，Array，class集合等都是引用类型。

值类型和引用类型的重要特征如下：

差别：

值类型的长度固定，

而引用类型的长度不固定

数据存储：

如果是值类型直接存储在栈中（局部变量），

如果是引用类型，先把数据存储在堆中，然后把堆的地址存储在栈中。

object类:所有类的基类

所有的数据类型都可以转换成object类，

ArrayList 在存储的时候全被转换成object类型存储

这就是为什么ArrayList既可以存储值类型，也可以存储引用类型。

灵活性换性能：

当然这也是ArrayList的一个缺点，

由于存储的时候需要把值类型封装成object类型，

取出来的时候需要再把object类型再转换成值类型，

这一装箱和拆箱的过程非常消耗性能。

正所谓，鱼与熊掌，不可兼得。

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装箱：

由值类型封装成object类型的过程称为装箱。

拆箱：

由object类型转换成值类型的过程称为拆箱。

2. List

传承：

List 继承了ArrayList的特点，高灵活性。

改进：

基于ArrayList低性能的弱点，我们进行了改进！

在声明时需要指定类型，避免装箱拆箱操作，提升性能。

只是多写个<int>就极大提高了速度，何乐而不为。

特点：

拥有索引，可进行排序，修改等等。

3. LinkedList

新的问题：

ArrayList或者List虽说灵活性很好，

但都有个缺陷，插入元素或者移除元素时速度较慢，

因为存在：后续元素的位置变化！

厌恶真空：

中间一旦有人缺席，所有人都要前移去补位，牵一发动全身，

因此，没事千万别往ArrayList和List中间踢人或插队。

避免造成连锁反应，途耗性能！

解决方案：

LinkedList每个元素记录下一个元素的位置，

插入或者移除元素时只需要修改标记即可，

不用移动后面的元素，大大提高了效率。

使用方法

ArrayList vs Lis vs LinkedList：

尽量避免用ArrayList，多线程时候可以用ConcurrentBag代替。

插入、删除较多用LinkedList，否则用List。

包(Bag)包可包含重复元素(此处对应List)。

集(Set)集中不能包含重复元素。

4. HashTable

key-value组合，可以添加不同类型的数据，取出之后需要转换成对应类型

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　　Hashtable hashtable = new Hashtable();　　　　
　　hashtable.Add("Name", "HadsNyx");
　　hashtable.Add("age", 25);
　　return hashtable;

HashTable线程安全，允许单线程写入，多线程读取。

5. Dictionary

key-value组合，必须指定数据类型

特点：

速度较快，不必装箱拆箱

非线程安全（即使这样，也可以用ConcurrentDictionary代替）

HashTable vs Dictionary :

Dictionary效率高，但是人为lock保持线程安全时效率反而低下。

多线程编程用ConcurrentDictionary，只有单线程用Dictionary。

优化小技巧：

由于Dictionary有底层，有桶和链表结构，

有时候将List转为Dictionary进行操作，

(用主键作为key，保证无重复元素)，反而效率更高。

6. 性能排序：

插入性能： LinkedList > Dictionary > HashTable > List

遍历性能：List > LinkedList > Dictionary > HashTable

删除性能： Dictionary > LinkedList > HashTable > List

统计：

Dictionary，3项性能都在前三的位置

LinkedList，3项性能都在前二的位置

小结：

在修改较频繁，且查找和删除也较多时，首选LinkedList,

在主要以删除为主，插入为辅，且查找较少时，首选Dictionary，

在查找频繁，而又无需修改的情况下，则首选List。

总结：

只查找，首选List；

插入为主，查找和删除为辅，首选LinkedList；

删除为主，查找和插入为辅，首选Dictionary；

注意：是插入不是新增，新增都没多大区别

扩展阅读

HashSet<T>和SortedSet<T>

HashSet<T>和SortedSet<T>都属于集

Set:元素不可重复

加入重复元素时并不会报错。

SortedSet还有排序的功能

例如：加入1、3、2，foreach会得到1、2、3

导航图：(右键新窗口中打开，否则404)

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array 数组
arraylist 动态数组
list 列表
queue 队列
stack 堆栈
linkedlist 链表
hashtable 哈希表
dictionary 字典
SortedList 排序列表
SortedDictionary 排序字典
hashset 哈希集
sortedset 排序集

PS:

为什么ArrayList的效率会比较低

因为ArrayList是使用数组实现的,若要从数组中删除或插入某一个对象，需要移动后段的数组元素，从而会重新调整索引顺序,调整索引顺序会消耗一定的时间，所以速度上就会比LinkedList要慢许多. 相反,LinkedList是使用链表实现的,若要从链表中删除或插入某一个对象,只需要改变前后对象的引用即可。

array的效率要比List的要高一些，当数组长度不是很大时，两者没什么区别，建议用List<>，毕竟是可变长度，可以Add；特殊应用还是建议用array，