C#中字典的遍历方法

技术背景

在C#编程中，Dictionary<TKey, TValue> 是一种常用的数据结构，它提供了键值对的存储方式。在实际开发中，我们经常需要遍历字典中的元素，以获取键或值进行相应的操作。然而，不同的遍历方式在性能、可读性和适用性上有所差异。

实现步骤

1. 使用 foreach 遍历键值对

foreach(KeyValuePair<string, string> entry in myDictionary)
{
    // 对 entry.Value 或 entry.Key 进行操作
}

也可以使用 var 关键字简化：

foreach(var item in myDictionary)
{
    foo(item.Key);
    bar(item.Value);
}

2. 仅遍历键

foreach(var item in myDictionary.Keys)
{
    foo(item);
}

3. 仅遍历值

foreach(var item in myDictionary.Values)
{
    foo(item);
}

4. 使用 for 循环结合 ElementAt 方法（需要计数器时）

for (int index = 0; index < dictionary.Count; index++) {
    var item = dictionary.ElementAt(index);
    var itemKey = item.Key;
    var itemValue = item.Value;
}

5. 使用LINQ指定排序顺序遍历

foreach (var kvp in items.OrderBy(kvp => kvp.Key))
{
    // 对 kvp.Value 进行操作
}

仅遍历排序后的值：

foreach (var item in items.OrderBy(kvp => kvp.Key).Select(kvp => kvp.Value))
{
    doStuff(item);
}

6. 使用解构器（C# 7.0及以上）

var dic = new Dictionary<int, string>() { { 1, "One" }, { 2, "Two" }, { 3, "Three" } };
foreach (var (key, value) in dic) {
    Console.WriteLine($"Item [{key}] = {value}");
}

7. 使用 AsParallel 进行多线程处理（适用于大数据集）

dictionary
.AsParallel()
.ForAll(pair => 
{ 
    // 处理 pair.Key 和 pair.Value
});

8. 使用 ToList().ForEach 方法

Dictionary<String, Double> myProductPrices = new Dictionary<String, Double>();
myProductPrices.ToList().ForEach(kvP => 
{
    kvP.Value *= 1.15;
    Console.WriteLine(String.Format("Product '{0}' has a new price: {1} $", kvp.Key, kvP.Value));
});

核心代码

以下是几种遍历方式的完整示例代码：

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

class Program
{
    static void Main()
    {
        Dictionary<string, string> myDictionary = new Dictionary<string, string>
        {
            { "key1", "value1" },
            { "key2", "value2" },
            { "key3", "value3" }
        };

        // 遍历键值对
        foreach (var kvp in myDictionary)
        {
            Console.WriteLine($"Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
        }

        // 仅遍历键
        foreach (var key in myDictionary.Keys)
        {
            Console.WriteLine($"Key: {key}");
        }

        // 仅遍历值
        foreach (var value in myDictionary.Values)
        {
            Console.WriteLine($"Value: {value}");
        }

        // 使用 LINQ 排序后遍历
        foreach (var kvp in myDictionary.OrderBy(kvp => kvp.Key))
        {
            Console.WriteLine($"Sorted Key: {kvp.Key}, Value: {kvp.Value}");
        }

        // 使用解构器
        foreach (var (key, value) in myDictionary)
        {
            Console.WriteLine($"Deconstructed Key: {key}, Value: {value}");
        }
    }
}

最佳实践

• 性能优先：如果对性能要求较高，避免不必要的转换和操作。例如，直接使用 foreach 遍历键值对通常比先获取键再进行查找更快。
• 可读性优先：使用解构器或 var 关键字可以提高代码的可读性，使代码更简洁。
• 特定需求：如果需要按特定顺序遍历，可以使用 LINQ 的 OrderBy 方法；如果处理大数据集，可以考虑使用 AsParallel 进行多线程处理。

常见问题

1. 遍历字典时修改字典会有什么问题？

在使用 foreach 遍历字典时，不能修改字典的结构（添加或删除元素），否则会抛出 InvalidOperationException 异常。如果需要修改字典，可以使用 ToList().ForEach 或其他方法。

2. 不同遍历方式的性能差异有多大？

一般来说，直接使用 foreach 遍历键值对的性能较好。而先获取键再进行查找的方式性能相对较差。但具体性能差异还与数据量、数据类型等因素有关。在实际开发中，可以进行性能测试来选择合适的遍历方式。

3. 字典的遍历顺序是怎样的？

Dictionary<TKey, TValue> 不保证元素的遍历顺序，它的元素顺序取决于添加元素的顺序和内部哈希算法。如果需要有序的键值对集合，可以使用 SortedList<TKey, TValue> 或 SortedDictionary<TKey, TValue>。