Por que o dicionário prefere o Hashtable em C #?

Na maioria das linguagens de programação, os dicionários são preferidos às hashtables. Quais são as razões por trás disso?

Pelo que vale, um Dicionário é (conceitualmente) uma tabela de hash.

Se você quis dizer "por que usamos a Dictionary<TKey, TValue>classe em vez doHashtable classe?", Então é uma resposta fácil: Dictionary<TKey, TValue>é um tipo genérico, Hashtablenão é. Isso significa que você obtém segurança de digitação Dictionary<TKey, TValue>, porque não pode inserir nenhum objeto aleatório nele e não precisa converter os valores que retirar.

Curiosamente, o Dictionary<TKey, TValue> implementação no .NET Framework é baseada em Hashtable, como você pode ver neste comentário em seu código-fonte:

O dicionário genérico foi copiado da fonte do Hashtable

Fonte

Dictionary<<< >>> Hashtablediferenças:

• Genéricos <<< >>> Não genérico
• Precisa de sincronização de encadeamento próprio <<< >>> Oferece versão segura de encadeamento através do Synchronized()método
• Item enumerado: KeyValuePair<<< >>> Item enumerado:DictionaryEntry
• Mais recente (> .NET 2.0 ) <<< >>> Mais antiga (desde .NET 1.0 )
• está em System.Collections.Generic <<< >>> está em System.Collections
• Solicitação para chave não existente gera exceção <<< >>> Solicitação para chave não existente retorna nulo
• potencialmente um pouco mais rápido para tipos de valor <<< >>> um pouco mais lento (precisa de boxe / unboxing) para tipos de valor

Dictionary/ Hashtablesemelhanças:

• Ambas são hashtables internamente == acesso rápido a muitos itens de acordo com as principais
• Ambos precisam de chaves imutáveis ​​e únicas
• Chaves de ambos precisam de GetHashCode()método próprio

Coleções .NET similares (candidatas a serem usadas em vez de Dictionary e Hashtable):

• ConcurrentDictionary- thread safe (pode ser acessado com segurança de vários threads simultaneamente)
• HybridDictionary- desempenho otimizado (para poucos itens e também para muitos itens)
• OrderedDictionary- valores podem ser acessados ​​via índice int (por ordem em que os itens foram adicionados)
• SortedDictionary- itens classificados automaticamente
• StringDictionary- fortemente tipado e otimizado para strings

Porque Dictionaryé uma classe genérica ( Dictionary<TKey, TValue>), para que o acesso ao seu conteúdo seja seguro para o tipo (ou seja, você não precisa converter a partir de Object, como faz com a Hashtable).

Comparar

var customers = new Dictionary<string, Customer>();
...
Customer customer = customers["Ali G"];

para

var customers = new Hashtable();
...
Customer customer = customers["Ali G"] as Customer;

No entanto, Dictionaryé implementado como tabela de hash internamente, portanto tecnicamente funciona da mesma maneira.

FYI: No .NET, o Hashtablethread é seguro para uso por vários threads de leitor e um único thread de escrita, enquanto em Dictionarypúblico membros estáticos são seguros, mas qualquer membro da instância não tem garantia de thread.

Tivemos que mudar todos os nossos dicionários por Hashtablecausa disso.

No .NET, a diferença entre Dictionary<,>e HashTableé principalmente que o primeiro é um tipo genérico, então você obtém todos os benefícios dos genéricos em termos de verificação de tipo estático (e boxe reduzido, mas isso não é tão grande quanto as pessoas tendem a pensar) termos de desempenho - existe um custo definido de memória para o boxe).

As pessoas estão dizendo que um dicionário é o mesmo que uma tabela de hash.

Isto não é necessariamente verdade. Uma tabela de hash é uma maneira de implementar um dicionário. Um exemplo disso, e pode ser o padrão no .NET na Dictionaryclasse, mas não é, por definição, o único.

Você também pode implementar um dicionário usando uma lista vinculada ou uma árvore de pesquisa, mas não seria tão eficiente (para algumas métricas de eficiência).

Collections& Genericssão úteis para manipular grupos de objetos. No .NET, todos os objetos de coleções IEnumerableficam sob a interface , que por sua vez possui ArrayList(Index-Value))& HashTable(Key-Value). Após o .NET framework 2.0, ArrayList& HashTableforam substituídos por List& Dictionary. Agora, o Arraylist& HashTablenão é mais usado nos projetos atuais.

Chegando à diferença entre HashTable& Dictionary, Dictionaryé genérico onde, como Hastablenão é genérico. Podemos adicionar qualquer tipo de objeto HashTable, mas durante a recuperação, precisamos convertê-lo no tipo necessário. Portanto, não é do tipo seguro. Mas dictionary, enquanto se declara, podemos especificar o tipo de chave e valor, portanto, não há necessidade de converter durante a recuperação.

Vejamos um exemplo:

HashTable

class HashTableProgram
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Hashtable ht = new Hashtable();
        ht.Add(1, "One");
        ht.Add(2, "Two");
        ht.Add(3, "Three");
        foreach (DictionaryEntry de in ht)
        {
            int Key = (int)de.Key; //Casting
            string value = de.Value.ToString(); //Casting
            Console.WriteLine(Key + " " + value);
        }

    }
}

Dicionário,

class DictionaryProgram
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Dictionary<int, string> dt = new Dictionary<int, string>();
        dt.Add(1, "One");
        dt.Add(2, "Two");
        dt.Add(3, "Three");
        foreach (KeyValuePair<int, String> kv in dt)
        {
            Console.WriteLine(kv.Key + " " + kv.Value);
        }
    }
}

Dicionário:

• Ele retorna / lança Exception se tentarmos encontrar uma chave que não existe.

• É mais rápido que um Hashtable porque não há boxe e unboxing.

• Somente membros estáticos públicos são seguros para threads.

• Dicionário é um tipo genérico, o que significa que podemos usá-lo com qualquer tipo de dados (ao criar, é necessário especificar os tipos de dados para chaves e valores).

  Exemplo: Dictionary<string, string> <NameOfDictionaryVar> = new Dictionary<string, string>();

• Dictionay é uma implementação do Hashtable com segurança de tipo Keyse Valuesé fortemente tipada.

Hashtable:

• Retorna nulo se tentarmos encontrar uma chave que não existe.

• É mais lento que o dicionário porque requer boxe e unboxing.

• Todos os membros em um Hashtable são seguros para threads,

• Hashtable não é um tipo genérico,

• Hashtable é uma estrutura de dados de tipo livre, podemos adicionar chaves e valores de qualquer tipo.

O artigo Exame extensivo de estruturas de dados usando c # no MSDN afirma que também há uma diferença na estratégia de resolução de colisões :

A classe Hashtable usa uma técnica denominada rehashing .

A reformulação funciona da seguinte maneira: existe um conjunto de funções diferentes de hash, H ₁ ... H _n , e ao inserir ou recuperar um item da tabela de hash, inicialmente a função de hash H ₁ é usada. Se isso levar a uma colisão, H ₂ é tentado e, em seguida, até H _n, se necessário.

O dicionário usa uma técnica chamada encadeamento .

Com o rehashing, no caso de uma colisão, o hash é recalculado e o novo slot correspondente a um hash é tentado. Com o encadeamento, no entanto, uma estrutura de dados secundária é utilizada para conter qualquer colisão . Especificamente, cada slot no Dicionário possui uma matriz de elementos que são mapeados para esse intervalo. No caso de uma colisão, o elemento em colisão é anexado à lista do bucket.

Desde o .NET Framework 3.5, também existe um HashSet<T>que fornece todos os prós do Dictionary<TKey, TValue>se você precisar apenas das chaves e sem valores.

Portanto, se você usar ae Dictionary<MyType, object>sempre definir o valor para nullsimular a tabela de hash do tipo seguro, considere mudar para a HashSet<T>.

A Hashtableé uma estrutura de dados de tipo fraco, para que você possa adicionar chaves e valores de qualquer tipo ao Hashtable. A Dictionaryclasse é uma Hashtableimplementação com segurança de tipo e as chaves e valores são fortemente digitados. Ao criar uma Dictionaryinstância, você deve especificar os tipos de dados para a chave e o valor.

Observe que o MSDN diz: "A classe Dictionary <(Of <(TKey, TValue>)>) é implementada como uma tabela de hash ", não a "Dictionary <(Of <(Of <(TKey, TValue>)>)) a classe é implementada como uma HashTable "

O dicionário NÃO é implementado como uma HashTable, mas é implementado seguindo o conceito de uma tabela de hash. A implementação não está relacionada à classe HashTable por causa do uso de Genéricos, embora internamente a Microsoft possa ter usado o mesmo código e substituído os símbolos do tipo Object por TKey e TValue.

No .NET 1.0, os genéricos não existiam; é aqui que o HashTable e o ArrayList começaram originalmente.

HashTable:

A chave / valor será convertida em um tipo de objeto (boxe) durante o armazenamento no heap.

A chave / valor precisa ser convertida no tipo desejado durante a leitura da pilha.

Essas operações são muito caras. Precisamos evitar o boxe / unboxing, tanto quanto possível.

Dicionário: variante genérica do HashTable.

Sem boxe / unboxing. Não são necessárias conversões.

Um objeto Hashtable consiste em depósitos que contêm os elementos da coleção. Um bucket é um subgrupo virtual de elementos no Hashtable, o que facilita a pesquisa e a recuperação e a recuperação mais rápida do que na maioria das coleções .

A classe Dictionary tem a mesma funcionalidade que a classe Hashtable. Um dicionário de um tipo específico (que não seja Objeto) tem melhor desempenho que um Hashtable para tipos de valor porque os elementos do Hashtable são do tipo Object e, portanto, o boxe e o unboxing geralmente ocorrem se o armazenamento ou a recuperação de um tipo de valor.

Para leitura adicional: Hashtable e Tipos de coleção de dicionário

Outra diferença importante é que o Hashtable é seguro para threads. O Hashtable possui segurança de encadeamento integrada para vários leitores / gravador único (MR / SW), o que significa que o Hashtable permite UM gravador junto com vários leitores sem travar.

No caso do Dictionary, não há segurança de threads; se você precisar de segurança de encadeamento, deverá implementar sua própria sincronização.

Para elaborar mais:

O Hashtable fornece alguma segurança de thread através do Synchronized propriedade, que retorna um invólucro à prova de encadeamento em torno da coleção. O wrapper funciona bloqueando a coleção inteira em todas as operações de adição ou remoção. Portanto, cada encadeamento que está tentando acessar a coleção deve aguardar sua vez de bloquear o único bloqueio. Isso não é escalável e pode causar degradação significativa no desempenho de grandes coleções. Além disso, o design não está completamente protegido das condições da corrida.

As classes de coleção do .NET Framework 2.0 como List<T>, Dictionary<TKey, TValue>, etc., não fornecem sincronização de threads; o código do usuário deve fornecer toda a sincronização quando itens são adicionados ou removidos em vários threads simultaneamente

Se você precisar de segurança de tipo e segurança de thread, use classes de coleções simultâneas no .NET Framework. Leia mais aqui .

Uma diferença adicional é que, quando adicionamos várias entradas no Dicionário, a ordem na qual as entradas são adicionadas é mantida. Quando recuperamos os itens do Dictionary, obtemos os registros na mesma ordem em que os inserimos. Enquanto o Hashtable não preserva o pedido de inserção.

Mais uma diferença que eu posso descobrir é:

Não podemos usar o Dicionário <KT, VT> (genéricos) com serviços da web. O motivo é que nenhum padrão de serviço da web suporta o padrão de genéricos.

Dictionary<> é um tipo genérico e, portanto, é seguro.

Você pode inserir qualquer tipo de valor no HashTable e, às vezes, isso pode gerar uma exceção. Mas Dictionary<int>só aceitará valores inteiros e da mesma forma Dictionary<string>somente aceitará strings.

Então, é melhor usar em Dictionary<>vez de HashTable.

Na maioria das linguagens de programação, os dicionários são preferidos às hashtables

Eu não acho que isso seja necessariamente verdade, a maioria das línguas possui uma ou outra, dependendo da terminologia preferida .

No C #, no entanto, o motivo claro (para mim) é que o C # HashTables e outros membros do espaço para nome System.Collections são amplamente obsoletos. Eles estavam presentes no c # V1.1. Eles foram substituídos do C # 2.0 pelas classes Generic no espaço para nome System.Collections.Generic.

De acordo com o que vejo usando o .NET Reflector :

[Serializable, ComVisible(true)]
public abstract class DictionaryBase : IDictionary, ICollection, IEnumerable
{
    // Fields
    private Hashtable hashtable;

    // Methods
    protected DictionaryBase();
    public void Clear();
.
.
.
}
Take note of these lines
// Fields
private Hashtable hashtable;

Portanto, podemos ter certeza de que o DictionaryBase usa uma HashTable internamente.