C#版本:
添加元素:
流程:
调用Add(Key)
// 这里value可以为null
-> TryInsert(key, value, InsertionBehavior.ThrowOnExisting)拿key计算对应的哈希值(保持该值始终在[0,length),左闭右开)
-> if 哈希值对应的位置已经存在元素
-> 拿到该位置现存的元素(Entry),通过它的next变量获取下一个位置的哈希值
->if 不存在则通过相应的解决冲突方法计算对应的哈希值
-> 将计算的哈希值在存入这个不存在下一个哈希值的元素的next中
-> 将对应的元素放在该哈希值对应的位置中
-> else 存在则继续获取对应元素下一个位置的哈希值-> else 不存在元素
-> 直接放入对应位置
代码:
// 其实就是一个Entry类型的数据,不过这个结构体在Dictionary内部私有
private struct Entry
{
public int hashCode; // key对应的哈希编码(GetHashCode(), 由下分析可知,该值最大为Int32的最大值)
public int next; // 下一个元素对应的哈希值
public TKey key; // 这一个Entry的 key
public TValue value; // 这一个Entry的 value
}
public void Add(TKey key, TValue value) => this.TryInsert(key, value, InsertionBehavior.ThrowOnExisting); // .Net 6.0 grammar
// 其实和这个一样
public void Add(TKey key, TValue value){
this.TryInsert(key, value, InsertionBehavior.ThrowOnExisting);
}
private bool TryInsert(TKey key, TValue value, InsertionBehavior behavior)
{
if ((object) key == null)
throw new ArgumentNullException(nameof (key));
if (this.buckets == null)
this.Initialize(0);
int num1 = this.comparer.GetHashCode(key) & int.MaxValue;
int index1 = num1 % this.buckets.Length;
int num2 = 0;
for (int index2 = this.buckets[index1]; index2 >= 0; index2 = this.entries[index2].next)
{
if (this.entries[index2].hashCode == num1 && this.comparer.Equals(this.entries[index2].key, key))
{
if (behavior == InsertionBehavior.OverwriteExisting)
{
this.entries[index2].value = value;
++this.version;
return true;
}
if (behavior == InsertionBehavior.ThrowOnExisting)
throw new ArgumentException(SR.Format("An item with the same key has already been added. Key: {0}", (object) key));
return false;
}
++num2;
}
int index3;
if (this.freeCount > 0)
{
index3 = this.freeList;
this.freeList = this.entries[index3].next;
--this.freeCount;
}
else
{
if (this.count == this.entries.Length)
{
this.Resize();
index1 = num1 % this.buckets.Length;
}
index3 = this.count;
++this.count;
}
this.entries[index3].hashCode = num1;
this.entries[index3].next = this.buckets[index1];
this.entries[index3].key = key;
this.entries[index3].value = value;
this.buckets[index1] = index3;
++this.version;
if (num2 > 100 && this.comparer is NonRandomizedStringEqualityComparer)
{
this.comparer = (IEqualityComparer<TKey>) EqualityComparer<string>.Default;
this.Resize(this.entries.Length, true);
}
return true;
}
查找元素:
流程:
调用ContainsKey(Key)
-> FindEntry(key)
-> 判断参数key是否为null
-> 是 则抛出异常
-> 判断哈希桶(Buckets)是否为null
-> 否
-> 通过比较器(comparer)获取HashCode, 并将该HashCode值于int32的最大值进行与(&)操作,获取一个num值,这样可以保持num的值始终小于等于int32的最大值(具体值看核心代码部分)
-> 寻找该key对应的位置(如果没有冲突,一次就找到了)(详细的看上面的添加操作部分)
-> 开始寻找对应的key所在的位置
-> 将 num变量 与 哈希桶的长度 求余, 将求余的结果当成哈希桶中的下标index,
-> if index在entry数组中的元素值等于num, 并且entry[index].key也等于传入的key,则表明找到对应的元素,直接返回index
-> 否则,将entry[index].next 的值赋给index,重复前一步的过程,直到找到对应的元素或index被赋为-1,返回
代码:
public bool ContainsKey(TKey key) => this.FindEntry(key) >= 0;
/*
基本变量及条件:
this.buckets -> private int[] buckets;
this.comparer -> private IEqualityComparer<TKey> comparer;
这里主要使用这个比较器的 GetHashCode(), Equals()
MaxValue 为 int System.Int32.MaxValue = 2147483647;
表示 Int32 的最大可能值。 此字段为常数
this.entries -> private Dictionary<TKey, TValue>.Entry[] entries;
其实就是一个Entry类型的数据,不过这个结构体在Dictionary内部私有,结构如看put(添加操作)部分
*/
private int FindEntry(TKey key)
{
if ((object) key == null)
throw new ArgumentNullException(nameof (key));
if (this.buckets != null)
{
int num = this.comparer.GetHashCode(key) & int.MaxValue;
for (int index = this.buckets[num % this.buckets.Length]; index >= 0; index = this.entries[index].next)
{
if (this.entries[index].hashCode == num && this.comparer.Equals(this.entries[index].key, key))
return index;
}
}
return -1;
}