c# - 为什么我要使用 HashSet 而不是 Dictionary？

Question

我正在尝试在 A* 算法上实现缓存路径列表。目前，缓存路径存储在如下列表中:

readonly List<CachedPath> _cachedPaths = new List<CachedPath>();

在此列表上执行的操作是:

FirstOrDefault获取满足一定条件的元素

var cached = _cachedPaths.FirstOrDefault(p => p.From == from && p.To == target && p.Actor == self);

删除和元素

_cachedPaths.Remove(cached);

添加

_cachedPaths.Add(new CachedPath {
                    From = from,
                    To = target,
                    Actor = self,
                    Result = pb,
                    Tick = _world.WorldTick
                });

注意:CachedPath 类具有仅由 From、To 和 Actor 覆盖的 GetHashCode 和 Equals，因此具有这些相同属性的两个实例具有相同的哈希值和相等性。

鉴于“HashSet”中的快速查找(包含)、插入和删除是 O(1)(如果我没记错的话)，我考虑使用“HashSet”来执行这些操作。唯一的问题是 FirstOrDefault，我必须枚举整个集合才能得到它。

考虑到这个问题，我考虑过使用由 From、To 和 Actor 的哈希值索引的字典:

Dictionary<int, CachedPath> cachedPath

再一次，如果我没记错的话，Dictionary 还提供了 O(1) 的插入、删除和 Key 检索。这让我想到 Dictionary 是一个 HashSet + O(1) 元素检索能力。

我错过了什么吗？在支持更多操作的意义上，Dictionary 真的比 HashSet 更好吗？

提前致谢。

Answer 1

Dictionary不比HashSet更好 , 只是不同罢了。

• 您使用 HashSet当你想存储一个无序的项目集合时，
• 您使用 Dictionary当您想将一组称为“键”的项目与另一组称为“值”的项目相关联时

人们可以想到 HashSet作为 Dictionary没有关联值(事实上，HashSet 有时在幕后使用 Dictionary 实现)但没有必要以这种方式考虑:将两者视为完全不同的事物也可以。

在您的情况下，您可以通过按 Actor 制作字典来潜在地提高性能，如下所示:

Dictionary<ActorType,List<CachedPath>> _cachedPathsByActor

这样你的线性搜索会根据 Actor 快速选择一个子列表，然后按目标线性搜索:

var cached = _cachedPathsByActor[self].FirstOrDefault(p => p.From == from && p.To == target);

或者通过制作一个考虑所有三个项目的相等比较器，并使用 Dictionary与 CachedPath作为键和值，以及自定义 IEqualityComparer<T> 作为关键比较器:

class CachedPathEqualityComparer : IEqualityComparer<CachedPath> {
    public bool Equals(CachedPath a, CachedPath b) {
        return a.Actor == b.Actor
            && a.From == b.From
            && a.To == b.To;
    }
    public int GetHashCode(CachedPath p) {
        return 31*31*p.Actor.GetHashCode()+31*p.From.GetHashCode()+p.To.GetHashCode();
    }
}
...
var _cachedPaths = new Dictionary<CachedPath,CachedPath>(new CachedPathEqualityComparer());
...
CachedPath cached;
if (_cachedPaths.TryGetValue(self, out cached)) {
    ...
}

但是，这种方法假定字典中至多有一项具有相同的 From。 , To , 和 Actor .