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C# 串列埠通訊

1. 雜湊表(HashTable)簡述

在.NET Framework中,Hashtable是System.Collections名稱空間提供的一個容器,用於處理和表現類似keyvalue的鍵值對,其中key通常可用來快速查詢,同時key是區分大小寫;value用於儲存對應於key的值。Hashtable中keyvalue鍵值對均為object型別,所以Hashtable可以支援任何型別的keyvalue鍵值對.

2. 什麼情況下使用雜湊表

(1)某些資料會被高頻率查詢
(2)資料量大
(3)查詢欄位包含字串型別
(4)資料型別不唯一

3.雜湊表的使用方法

雜湊表需要使用的namespace

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

雜湊表的基本操作:

//新增一個keyvalue鍵值對:
HashtableObject.Add(key,value);

//移除某個keyvalue鍵值對:
HashtableObject.Remove(key);

//移除所有元素:           
HashtableObject.Clear(); 

// 判斷是否包含特定鍵key:
HashtableObject.Contains(key);

控制檯程式例子:

using System;
using System.Collections; //file使用Hashtable時,必須引入這個名稱空間
class Program
{
  public static void Main()
  {
     Hashtable ht = new Hashtable(); //建立一個Hashtable例項
     ht.Add("北京", "帝都"); //新增keyvalue鍵值對
     ht.Add("上海", "魔都");
     ht.Add("廣州", "省會");
     ht.Add("深圳", "特區");

     string capital = (string)ht["北京"];
     Console.WriteLine(ht.Contains("上海")); //判斷雜湊表是否包含特定鍵,其返回值為true或false
     ht.Remove("深圳"); //移除一個keyvalue鍵值對
     ht.Clear(); //移除所有元素
  }
}     

雜湊表中使用多種資料型別的例子:

using System;
using System.Collections;

class Program
{
    static Hashtable GetHashtable()
    {
      Hashtable hashtable = new Hashtable();
    
      hashtable.Add("名字", "小麗");
      hashtable.Add("年齡", 22);
      return hashtable;
    }

    static void Main()
    {
      Hashtable hashtable = GetHashtable();

      string name = (string)hashtable["名字"];
      Console.WriteLine(name);

      int age = (int)hashtable["年齡"];
      Console.WriteLine(age);
    }
}

當獲取雜湊表中資料時,如果型別宣告的不對,會出現InvalidCastException錯誤。使用as-statements可以避免該錯誤。

using System;
using System.Collections;
using System.IO;

class Program
{
    static void Main()
    {
    Hashtable hashtable = new Hashtable();
    hashtable.Add(100, "西安");

    // 能轉換成功
    string value = hashtable[100] as string;
    if (value != null)
    {
        Console.WriteLine(value);
    }

    // 轉換失敗,獲取的值為null,但不會丟擲錯誤。
    StreamReader reader = hashtable[100] as StreamReader;

    if (reader == null)
    {
         Console.WriteLine("西安不是StreamReader型");
    }

    // 也可以直接獲取object值,再做判斷
    object value2 = hashtable[100];
    if (value2 is string)
    {
        Console.Write("這個是字串型: ");
        Console.WriteLine(value2);
    }
    }
}

4. 遍歷雜湊表

遍歷雜湊表需要用到DictionaryEntry Object,程式碼如下:

for(DictionaryEntry de in ht) //ht為一個Hashtable例項
{
   Console.WriteLine(de.Key);  //de.Key對應於keyvalue鍵值對key
   Console.WriteLine(de.Value);  //de.Key對應於keyvalue鍵值對value
}

遍歷鍵

foreach (int key in hashtable.Keys)
{
    Console.WriteLine(key);
}

遍歷值

foreach (string value in hashtable.Values)
{
    Console.WriteLine(value);
}

5.對雜湊表進行排序

對雜湊表按key值重新排列的做法:

ArrayList akeys=new ArrayList(ht.Keys); 
akeys.Sort(); //按字母順序進行排序
foreach(string key in akeys)
{
   Console.WriteLine(key + ": " + ht[key]);  //排序後輸出
}

6. 雜湊表的效率

System.Collections下的雜湊表(Hashtable)和System.Collections.Generic下的字典(Dictionary)都可用作lookup table,下面比較一下二者的執行效率。

Stopwatch sw = new Stopwatch();
Hashtable hashtable = new Hashtable();
Dictionary<string, int> dictionary = new Dictionary<string, int>();
int countNum = 1000000;

sw.Start();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    hashtable.Add(i.ToString(), i);
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //輸出: 744

sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    dictionary.Add(i.ToString(), i);
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //輸出: 489

sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    hashtable.ContainsKey(i.ToString());
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //輸出: 245

sw.Restart();
for (int i = 0; i < countNum; i++)
{
    dictionary.ContainsKey(i.ToString());
}
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);  //輸出: 192

由此可見,新增資料時Hashtable快。頻繁呼叫資料時Dictionary快。

結論:Dictionary<K,V>是泛型的,當K或V是值型別時,其速度遠遠超過Hashtable。