C#每日面试题-Dictionary和Hashtable的区别
在C#开发中，Dictionary<TKey, TValue>和Hashtable是两个高频使用的键值对集合，面试中也常被问及二者的区别。很多初学者会觉得它们功能类似，都是"通过键找值"，但实际上在类型安全、性能、底层实现等方面存在本质差异。今天我们就从"简单易懂"到"深入原理"，把这些区别讲透。
一、先搞懂：两者的核心定位与基础区别
首先明确一个核心前提：两者都基于哈希表 数据结构，核心功能都是通过键的哈希码快速定位值，实现O(1)级别的查找效率（理想情况）。但最大的不同在于：Hashtable是.NET早期的非泛型集合，而Dictionary<TKey, TValue>是C# 2.0引入泛型后推出的泛型集合------这一本质差异，衍生出了后续所有的区别。
先通过一个简单的表格，快速梳理核心区别：
| 对比维度 | Hashtable | Dictionary<TKey, TValue> |
|---|---|---|
| 类型安全 | 非类型安全，存储为object，需手动转型 | 类型安全，编译时指定键值类型，无转型 |
| 性能 | 值类型存在装箱/拆箱，性能较差 | 无装箱/拆箱，性能更优 |
| 命名空间 | System.Collections | System.Collections.Generic |
| 空键/空值支持 | 允许1个null键，支持null值 | 值类型键不支持null；引用类型键可支持null（仅1个） |
| 迭代方式 | 通过DictionaryEntry迭代，需转型 | 通过KeyValuePair<TKey,TValue>迭代，类型安全 |
| 底层优化 | 仅链表处理哈希冲突 | .NET Core 2.1+中，链表长度>8时转为红黑树，冲突时性能更稳 |
二、逐个拆解：深入理解关键区别
1. 类型安全：编译时校验 vs 运行时风险
这是两者最直观的区别，也是泛型带来的核心优势。
Hashtable 是非泛型集合，它将所有键和值都存储为object类型。这意味着你可以往里面存任意类型的数据，比如同时存int键、string键，或者int值、DateTime值------这种灵活性的代价是"类型不安全"。
示例代码（Hashtable的类型风险）：
csharp
using System.Collections;
Hashtable hashtable = new Hashtable();
hashtable.Add(1, "张三"); // int键 + string值
hashtable.Add("age", 25); // string键 + int值
hashtable.Add(3, DateTime.Now); // int键 + DateTime值
// 取值时必须手动转型，若转型类型错误，运行时抛异常
string name = (string)hashtable[1]; // 正常
int age = (int)hashtable["age"]; // 正常
string time = (string)hashtable[3]; // 运行时异常：无法将DateTime转为string**Dictionary<TKey, TValue>**是泛型集合，创建时必须指定键和值的具体类型（如Dictionary<int, string>）。编译器会在编译时校验数据类型，不允许存入不符合类型的数据，从根源上避免了类型转换错误。
示例代码（Dictionary的类型安全）：
csharp
using System.Collections.Generic;
// 明确指定：int类型键，string类型值
Dictionary<int, string> dict = new Dictionary<int, string>();
dict.Add(1, "张三"); // 正常
// dict.Add("age", 25); // 编译报错：无法将string键转为int
// dict.Add(3, DateTime.Now); // 编译报错：无法将DateTime值转为string
// 取值无需转型，直接得到指定类型
string name = dict[1]; // 正常，无转型核心结论：Dictionary的类型安全让代码更可靠，减少了运行时异常的风险；Hashtable的"灵活"本质是隐患，仅适合旧版本.NET或需兼容非泛型组件的场景。
2. 性能：装箱/拆箱的性能损耗差异
性能差异的核心原因是"装箱/拆箱"------这是值类型和object类型转换时的固有开销。
Hashtable存储的是object类型，当存储值类型（如int、double、bool）时，会发生"装箱"（将值类型转为object）；取值时，又会发生"拆箱"（将object转回值类型）。这两个操作都会占用额外的CPU和内存，在数据量大或高频操作的场景下，性能损耗会非常明显。
**Dictionary<TKey, TValue>**因为指定了具体类型，直接存储值类型本身，无需装箱/拆箱。即使是引用类型，也无需额外的类型转换，直接操作原类型，性能更优。
举个直观的例子：循环往集合中存入100万条int-int键值对，再循环读取。测试结果（不同环境略有差异）：
-
Hashtable：耗时约80ms（主要消耗在装箱/拆箱）
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Dictionary<int, int>：耗时约20ms（无装箱/拆箱，直接操作int）
面试延伸：为什么装箱/拆箱耗性能？因为装箱时需要在堆上分配内存并复制值类型数据；拆箱时需要校验类型并复制数据回栈，这两步都是"额外工作"。
3. 底层实现：哈希冲突处理的优化差异
两者都基于哈希表，核心逻辑是"计算键的哈希码 → 定位桶位置 → 处理冲突"，但在冲突处理的优化上，Dictionary更先进。
Hashtable的冲突处理：仅使用"链表法"。当多个键的哈希码对应同一个桶时，这些键值对会以链表的形式存储在该桶中。如果哈希冲突严重（比如大量键的哈希码相同），链表会变得很长，此时查找效率会从O(1)退化为O(n)（遍历链表）。
**Dictionary<TKey, TValue>**的冲突处理：.NET Core 2.1及以上版本做了优化------当链表长度超过8时，会自动将链表转为"红黑树"。红黑树是一种自平衡二叉搜索树，查找效率为O(log n)，远优于长链表的O(n)。这使得Dictionary在哈希冲突较多的场景下，性能依然稳定。
补充：两者的初始容量和扩容策略也有差异。Hashtable默认初始容量为11，扩容时按"2n+1"的质数策略扩容；Dictionary默认初始容量为3，扩容时按"2倍"策略扩容，且容量始终为2的幂（更利于哈希计算）。
4. 其他细节：空键支持、迭代方式
（1）空键/空值支持：
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Hashtable：允许1个null键（再多会抛异常），支持多个null值；
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Dictionary：值类型键（如int）不支持null（因为值类型不能为null）；引用类型键（如string）可支持1个null键，null值支持取决于值类型是否可空（如
Dictionary<string, string>可存null值）。
（2）迭代方式：
Hashtable迭代时需通过DictionaryEntry类型，且键和值都需转型：
csharp
foreach (DictionaryEntry entry in hashtable)
{
int key = (int)entry.Key; // 手动转型
string value = (string)entry.Value; // 手动转型
Console.WriteLine($"Key: {key}, Value: {value}");
}Dictionary迭代时通过KeyValuePair<TKey, TValue>类型，无需转型，类型安全：
csharp
foreach (KeyValuePair<int, string> kvp in dict)
{
Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}"); // 直接使用，无转型
}三、面试总结：何时用Dictionary？何时用Hashtable？
通过以上分析，结论很明确：
优先使用Dictionary的场景（几乎所有现代C#开发）：
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需要类型安全，避免运行时转型错误；
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性能敏感，尤其是存储值类型数据或高频操作的场景；
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使用.NET Framework 2.0及以上版本（泛型已支持）。
仅在以下特殊场景考虑Hashtable：
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维护遗留代码（旧项目中已使用，无重构必要）；
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需要与不支持泛型的旧组件、API交互（兼容性需求）；
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必须存储多种不同类型的键/值，且无法提前确定类型（极少场景）。
面试加分点：除了两者的区别，还可以主动提及"线程安全"------两者都不是线程安全的！若需多线程操作，推荐使用System.Collections.Concurrent.ConcurrentDictionary（线程安全的泛型集合），而非Hashtable的同步方法（Hashtable.Synchronized，性能较差）。
最后，用一句口诀帮你记忆：泛型Dict类型安，无箱无拆性能尖；旧版Hash兼容性，现代开发少用先。希望这篇文章能帮你彻底搞懂两者的区别，面试时轻松应对！