C# 与平面数组相比，.Net中的简单字典查找速度较慢

我发现与平面阵列访问相比，字典查找可能非常慢。知道为什么吗？我正在使用Ants Profiler进行性能测试。下面是重现问题的示例函数：

    private static void NodeDisplace()
    {
        var nodeDisplacement = new Dictionary<double, double[]>();

        var times = new List<double>();
        for (int i = 0; i < 6000; i++)
        {
            times.Add(i * 0.02);
        }
        foreach (var time in times)
        {
            nodeDisplacement.Add(time, new double[6]);
        }

        var five = 5;
        var six = 6;
        int modes = 10;
        var arrayList = new double[times.Count*6];
        for (int i = 0; i < modes; i++)
        {
            int k=0;
            foreach (var time in times)
            {
                for (int j = 0; j < 6; j++)
                {

                    var simpelCompute = five * six;  // 0.027 sec
                    nodeDisplacement[time][j] = simpelCompute;  //0.403 sec
                    arrayList[6*k+j] = simpelCompute;  //0.0278 sec
                }

                k++;
            }
        }
    }

private static void NodeDisplace（）
{
var nodeDisplacement=新字典（）；
var times=新列表（）；
对于（int i=0；i<6000；i++）
{
加上（i*0.02）；
}
foreach（以时间为单位的var时间）
{
nodeDisplacement.Add（时间，新的双精度[6]）；
}
变量5=5；
var 6=6；
int模式=10；
var arrayList=new double[times.Count*6]；
对于（int i=0；i

注意平面数组访问和字典访问之间的相对大小？考虑到数组索引操作（

6*k+j

），平面数组的速度大约是字典访问速度（0.403/0.0278）的20倍

---

听起来很奇怪，但字典查找占用了我大部分时间，我必须优化它

是的，我一点也不惊讶。字典的意义在于它们被用来查找任意键。考虑单个数组引用的发生：

• 检查边界
• 将索引乘以元素大小
• 向指针添加索引

非常非常快。现在进行字典查找（非常粗略；取决于实现）：

• 可能会检查密钥是否为空
• 获取密钥的哈希代码
• 为该哈希代码找到正确的插槽（可能是“mod prime”操作）
• 可能取消对数组元素的引用以查找该插槽的信息
• 比较散列码
• 如果哈希代码匹配，比较是否相等（并可能继续进行下一个哈希代码匹配）

如果您有“键”，可以很容易地用作数组索引（例如，连续整数，或者可以很容易地映射到连续整数），那么这将是非常非常快的。这不是哈希表的主要用例。它们适用于无法通过这种方式轻松映射的情况-例如，通过字符串或任意

double

值查找（而不是等距的双精度，因此可以轻松映射为整数）

我想说你的标题有误导性——不是字典查找速度慢，而是当数组是一种更合适的方法时，它们的速度快得离谱。

此外，我想补充一点，你的内部循环做得不多，通常，您在内部循环中至少多做一些工作，然后字典的相对性能损失就会有所降低

如果查看Reflector中的

Double.GetHashCode（）

代码，您会发现它正在执行4行代码（假设Double不是0），只是这比内部循环的主体要多

Dictionary.Insert（）

（由集合索引器调用）是更多的代码，几乎满屏

与平面数组相比，Dictionary的优点在于，当键不密集（就像您的情况一样）并且读写类似于~O（1）数组（但具有更高的常数）时，不会浪费太多内存

作为旁注，您可以使用多维数组而不是

6*k+j

技巧。
这样说吧

var arrayList = new double[times.Count, 6];

arrayList[k ,j] = simpelCompute;

这样使用它

var arrayList = new double[times.Count, 6];

arrayList[k ,j] = simpelCompute;

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它不会更快，但更易于阅读。

但索引访问通常比哈希查找更快。。。“你说奇怪是什么意思？”米奇用蚂蚁量了量Profiler@Nick，但有20倍的不同？@Ngu：当然。还有很多工作要做。阵列访问是CPU的绝对天赋——它几乎不需要做任何事情。你不是在拿苹果和桔子做比较吗？用于字典和数组访问的索引不同。当然，使用整数索引访问数组比使用任意类型（

double

）访问字典要快。与在其他代码中只进行一次数组访问相比，您的字典访问会进行额外的数组访问。因子20听起来不错，因为数组访问基本上不需要任何成本。我使用的是均匀间隔的

double

（参见上面的代码），但它仍然很慢。@Ngu：这是我的观点-您使用的范围很容易映射到整数，所以使用数组代替。为作业使用最合适的数据结构—在本例中为数组。