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(gè)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(jì)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($"key={item.Key},value={item.Value}");
}
這里的 item 是底層在 MoveNext 的過程中用 KeyValuePair 包裝出來的，如果你不信的話，看下源碼唄：
public bool MoveNext()
{
while ((uint)_index < (uint)_dictionary._count)
{
ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];
if (reference.next >= -1)
{
_current = new KeyValuePair
(reference.key, reference.
value);
return
true;
}
}
}
2. foreach 中 使用 KeyPairValue 解構(gòu)
剛才你也看到了 item 是 KeyValuePair 類型，不過??的是 netcore 對 KeyValuePair 進(jìn)行了增強(qiáng)，增加了 Deconstruct 函數(shù)用來解構(gòu) KeyValuePair，代碼如下：
public readonly struct KeyValuePair
{
private
readonly TKey key;
private
readonly TValue
value;
public TKey Key => key;
public TValue Value =>
value;
public KeyValuePair(TKey key, TValue value)
{
this.key = key;
this.
value =
value;
}
public void Deconstruct(out TKey key, out TValue value)
{
key = Key;
value = Value;
}
}
有了這個(gè)解構(gòu)函數(shù)，你就可以在遍歷的過程中直接拿到 key，value，而不是包裝的 KeyValuePair，這在 netframework 中可是不行的哈，實(shí)現(xiàn)代碼如下：
foreach ((int key, string value) in dict)
{
Console.WriteLine($"key={key},value={value}");
}
3. foreach keys
前面的例子都是直接對 dict 進(jìn)行 foreach，其實(shí)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($"key={key},value={dict[key]}");
}
說到這里，不知道你是否有一個(gè)潛意識，那就是 dict 只能通過 foreach 進(jìn)行遍歷，真相是不是這樣的呢？要尋找答案，還是回頭看一下 foreach 是如何進(jìn)行遍歷的。
public struct Enumerator : IEnumerator
>, IDisposable, IEnumerator, IDictionaryEnumerator
{
public bool MoveNext()
{
while ((
uint)_index < (
uint)_dictionary._count)
{
ref Entry reference =
ref _dictionary._entries[_index++];
if (reference.next >=
-1)
{
_current =
new KeyValuePair
(reference.key, reference.
value);
return
true;
}
}
_index = _dictionary._count +
1;
_current =
default(KeyValuePair
);
return
false;
}
}
仔細(xì)看這個(gè) while 循環(huán)，你就應(yīng)該明白，本質(zhì)上它也是對 entries 數(shù)組進(jìn)行遍歷，那底層都用了 while，我是不是可以用 for 來替換然后循環(huán) dict 呢？哈哈，反正就是模仿唄。
三：使用 for 遍歷
為了把 MoveNext 中的代碼模擬出來，重點(diǎn)在于這條語句：ref Entry reference = ref _dictionary._entries[_index++];, 其實(shí)很簡單，_entries 數(shù)組內(nèi)容的提取可以用 Linq 的 ElementAt 方法，是不是~~~ ，改造后的代碼如下：
for (int i = 0; i < dict.Count; i++)
{
(int key, string value) = dict.ElementAt(i);
Console.WriteLine($"key={key},value={dict[key]}");
}
接下來是不是很好奇這個(gè) ElementAt 擴(kuò)展方法是如何實(shí)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(shí)現(xiàn) IList 接口的話，那就是一個(gè)巨大的坑，每一次執(zhí)行 ElementAt 方法，最壞時(shí)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(shí)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(shí)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(bǔ)充！
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