何时在SortedDictionary上使用SortedList <tkey，tvalue =“”> <tkey，tvalue =“”>？</tkey，> </tkey，>

Question

这似乎与此question重复，后者询问“SortedList和SortedDictionary之间有什么区别？”不幸的是，答案只是引用MSDN文档（它明确指出两者之间存在性能和内存使用差异），但实际上并没有回答这个问题。

事实上（根据MSDN，这个问题没有得到相同的答案）：

  

SortedList<TKey, TValue>通用   class是二叉搜索树   O（log n）检索，其中n是   字典中的元素数量。   在这，它类似于   SortedDictionary<TKey, TValue>通用   类。这两个类有相似之处   对象模型，都有O（log n）   恢复。哪两个班   不同的是内存使用和速度   插入和移除：

     

  

• SortedList<TKey, TValue>使用更少   记忆而不是SortedDictionary<TKey, TValue>。

  

• SortedDictionary<TKey, TValue>有   更快插入和移除   未排序数据的操作，O（log n）   而不是O（n）   SortedList<TKey, TValue>。

  

• 如果列表一次全部填充   从排序数据来看，SortedList<TKey, TValue>比快   SortedDictionary<TKey, TValue>。

  

所以，显然这表明SortedList<TKey, TValue>是更好的选择除非您需要更快地插入和删除未排序数据的操作。

问题仍然存在，鉴于以上信息，使用SortedDictionary<TKey, TValue>的实际（现实世界，商业案例等）原因是什么？根据性能信息，这意味着根本不需要SortedDictionary<TKey, TValue>。

Answer 1

我不确定MSDN文档在SortedList和SortedDictionary上的准确程度。似乎两者都是使用二叉搜索树实现的。但是，如果SortedList使用二进制搜索树，为什么添加时的速度要慢于SortedDictionary？

无论如何，这里有一些性能测试结果。

每个测试都在包含10,000个int32键的SortedList / SortedDictionary上运行。每个测试重复1.000次（Release build，Start without Debugging）。

第一组测试按顺序从0到9,999添加键。第二组测试添加0到9,999之间的随机混洗密钥（每个数字只添加一次）。

***** Tests.PerformanceTests.SortedTest

SortedDictionary Add sorted: 4411 ms
SortedDictionary Get sorted: 2374 ms


SortedList Add sorted: 1422 ms
SortedList Get sorted: 1843 ms

***** Tests.PerformanceTests.UnsortedTest

SortedDictionary Add unsorted: 4640 ms
SortedDictionary Get unsorted: 2903 ms


SortedList Add unsorted: 36559 ms
SortedList Get unsorted: 2243 ms

与任何剖析一样，重要的是相对表现，而不是实际数字。

如您所见，在排序数据上，排序列表比SortedDictionary更快。在未排序的数据上，SortedList在检索时会稍微快一点，但在添加时会慢大约9倍。

如果两者都在内部使用二进制树，那么对于SortedList，对未排序数据的添加操作要慢得多，这是非常令人惊讶的。排序列表也可能同时将项添加到排序的线性数据结构中，这会减慢它的速度。

但是，您希望SortedList的内存使用量等于或大于或等于SortedDictionary。但这与MSDN文档所说的相矛盾。

Answer 2

我不知道为什么MSDN会说SortedList<TKey, TValue>使用二叉树来实现它，因为如果你看一下像Reflector这样的反编译器的代码，你会发现它不是真的。

SortedList<TKey, TValue>只是一个随时间增长的数组。

每次插入元素时，首先检查数组是否有足够的容量，如果没有，则重新创建一个更大的数组，并将旧元素复制到其中（如List<T>）

之后，它使用二进制搜索搜索 where 以插入元素（这是可能的，因为该数组是可索引的并且已经排序）。

为了保持数组的排序，它会移动（或推动）位于要插入元素位置之后的所有元素（使用Array.Copy()）。

例如：

// we want to insert "3" 

2  
4  <= 3
5
8
9
.      
.      
.  

// we have to move some elements first

2
.  <= 3
4 
5  |
8  v
9
.
.

这解释了为什么在插入未排序的元素时SortedList的性能如此糟糕。它几乎每次插入都必须重新复制一些元素。唯一没有做到的情况是必须在数组的末尾插入元素。

SortedDictionary<TKey, TValue>不同，使用二叉树来插入和检索元素。它在插入时也有一些成本，因为有时树需要重新平衡（但不是每次插入）。

使用SortedList或SortedDictionary搜索元素时，性能非常相似，因为它们都使用二进制搜索。

---

在我看来，你应该从不使用SortedList来排序数组。除非您的元素非常少，否则将值插入列表（或数组）然后调用Sort()方法总是会更快。

当你有一个已经排序的值列表（例如：来自数据库）时，

SortedList非常有用，你想保持它的排序并执行一些利用它排序的操作（例如：{{1 Contains()的方法执行二分搜索而不是线性搜索

SortedList提供的优势与SortedDictionary相同，但如果要插入的值尚未排序，则效果会更好。

---

编辑：如果您使用的是.NET Framework 4.5，SortedList的替代方法是SortedDictionary<TKey, TValue>。它的工作方式与SortedSet<T>相同，使用二叉树，但键和值在这里相同。

Answer 3

它们是出于两个不同目的吗？

.NET中这两种集合类型没有太大的语义差异。它们都提供键控查找以及按键的排序顺序保存条目。在大多数情况下，你可以选择其中任何一个。也许唯一的区别是索引检索SortedList许可。

但是表现？

然而，可能是一个更强的因素，可以在它们之间进行选择。这是它们渐近复杂性的表格视图。

+------------------+---------+----------+--------+----------+----------+---------+
| Collection       | Indexed | Keyed    | Value  | Addition |  Removal | Memory  |
|                  | lookup  | lookup   | lookup |          |          |         |
+------------------+---------+----------+--------+----------+----------+---------+
| SortedList       | O(1)    | O(log n) | O(n)   | O(n)*    | O(n)     | Lesser  |
| SortedDictionary | n/a     | O(log n) | O(n)   | O(log n) | O(log n) | Greater |
+------------------+---------+----------+--------+----------+----------+---------+

* Insertion is O(1) for data that are already in sort order, so that each 
  element is added to the end of the list (assuming no resize is required).

<强>摘要

粗略地总结一下，您需要SortedList<K, V>时间：

1. 您需要索引查找。
2. 希望减少内存开销。
3. 您的输入数据已经排序（假设您已从db中订购）。

您希望在以下情况下更喜欢SortedDictionary<K, V>：

1. 相对整体性能很重要（关于缩放）。
2. 您的输入数据无序。

编写代码

SortedList<K, V>和SortedDictionary<K, V>都会实现IDictionary<K, V>，因此在您的代码中，您可以从方法返回IDictionary<K, V>或将变量声明为IDictionary<K, V>。基本上隐藏实现细节，并针对接口进行编码。

IDictionary<K, V> x = new SortedDictionary<K, V>(); //for eg. 

将来，如果您对某个系列的性能特征不满意，则更容易切换。

---

有关这两种集合类型的详细信息，请参阅原始的question链接。

Answer 4

性能差异的视觉表示。

Answer 5

这就是它的全部。检索密钥具有可比性，但使用字典可以更快地添加。

我尝试尽可能多地使用SortedList，因为它允许我遍历键和值集合。据我所知，这对于SortedDictionary是不可能的。

我不确定这一点，但据我所知，字典在Tree结构中存储数据，而List存储数据在线性数组中。这就解释了为什么使用字典可以更快地插入和删除，因为必须转移更少的内存。它还解释了为什么你可以迭代SortedLists而不是SortedDictionary。

Answer 6

对我们来说，一个重要的考虑因素是我们经常有小的字典（<100个元素），并且当前的进程在访问顺序内存时要快得多，而很少执行难以预测的分支。 （即遍历线性数组而不是遍历树） 因此，当字典中的元素少于60个时，SortedList <>在许多情况下通常是最快，内存效率最高的字典。