遍歷 Dictionary，你會幾種方式？

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，然后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，先上一段測試代碼：

????????????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%+ 的小伙伴用這種方式，為啥，簡單粗暴唄，其他沒什么好說的，直接上代碼：

????????????foreach?(var?item?in?dict)
????????????{
????????????????Console.WriteLine($"key={item.Key},value={item.Value}");
????????????}

這里的 item 是底層在 MoveNext 的過程中用 KeyValuePair 包裝出來的，如果你不信的話，看下源碼唄：

?public?bool?MoveNext()
?{
??while?((uint)_index?uint)_dictionary._count)
??{
???ref?Entry?reference?=?ref?_dictionary._entries[_index++];
???if?(reference.next?>=?-1)
???{
????_current?=?new?KeyValuePair(reference.key,?reference.value);
????return?true;
???}
??}
?}

2. foreach 中 使用 KeyPairValue 解構(gòu)

剛才你也看到了 item 是 KeyValuePair 類型，不過??的是 netcore 對 KeyValuePair 進(jìn)行了增強，增加了 Deconstruct 函數(shù)用來解構(gòu) KeyValuePair，代碼如下：

????public?readonly?struct?KeyValuePair
????{
????????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(gòu)函數(shù)，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(xiàn)代碼如下：

????????????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(jìn)行 foreach，其實你還可以對 dict.keys 進(jìn)行 foreach 遍歷，然后通過遍歷出的 key 對 dict 進(jìn)行類索引器讀取，代碼如下：

????????????foreach?(var?key?in?dict.Keys)
????????????{
????????????????Console.WriteLine($"key={key},value={dict[key]}");
????????????}

說到這里，不知道你是否有一個潛意識，那就是 dict 只能通過 foreach 進(jìn)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(jìn)行遍歷的。

public?struct?Enumerator?:?IEnumerator>,?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(reference.key,?reference.value);
????return?true;
???}
??}
??_index?=?_dictionary._count?+?1;
??_current?=?default(KeyValuePair);
??return?false;
?}
}

仔細(xì)看這個 while 循環(huán)，你就應(yīng)該明白，本質(zhì)上它也是對 entries 數(shù)組進(jìn)行遍歷，那底層都用了 while，我是不是可以用 for 來替換然后循環(huán) dict 呢？哈哈，反正就是模仿唄。

三：使用 for 遍歷

為了把 MoveNext 中的代碼模擬出來，重點在于這條語句：ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];, 其實很簡單，_entries 數(shù)組內(nèi)容的提取可以用 Linq 的 ElementAt 方法，是不是~~~ ，改造后的代碼如下：

????????????for?(int?i?=?0;?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 擴展方法是如何實現(xiàn)的，一起看看源碼吧。

????public?static?TSource?ElementAt(this?IEnumerable?source,?int?index)
????{
????????IList?list?=?source?as?IList;
????????if?(list?!=?null)
????????{
????????????return?list[index];
????????}
????????if?(index?>=?0)
????????{
????????????using?(IEnumerator?enumerator?=?source.GetEnumerator())
????????????{
????????????????while?(enumerator.MoveNext())
????????????????{
????????????????????if?(index?==?0)
????????????????????{
????????????????????????return?enumerator.Current;
????????????????????}
????????????????????index--;
????????????????}
????????????}
????????}
????}

從上面代碼可以看到，如果當(dāng)前的 source 沒有實現(xiàn) IList 接口的話，那就是一個巨大的坑，每一次執(zhí)行 ElementAt 方法，最壞時間復(fù)雜度都是 O(N)，就拿剛才的 for循環(huán)來說，它的最壞時間復(fù)雜度就是 O(n!) ，是不是比你想象的要恐怖的多，教訓(xùn)就是多實踐，多看看源碼~

四：總結(jié)

這篇列舉了 4 種遍歷 dict 的方式，不知你會用到哪幾種？要注意的是最后 ElementAt 對 Source 判別上的大坑一定要明白，不要想當(dāng)然的以為就是 O(N) ，好了，更多的 遍歷方式 歡迎補充！