Question

我发现，与平面阵列访问相比，字典查找可能会非常慢。知道为什么吗？我正在使用Ants Profiler进行性能测试。这是一个重现问题的示例函数：

    private static void NodeDisplace()
    {
        var nodeDisplacement = new Dictionary<double, double[]>();

        var times = new List<double>();
        for (int i = 0; i < 6000; i++)
        {
            times.Add(i * 0.02);
        }
        foreach (var time in times)
        {
            nodeDisplacement.Add(time, new double[6]);
        }

        var five = 5;
        var six = 6;
        int modes = 10;
        var arrayList = new double[times.Count*6];
        for (int i = 0; i < modes; i++)
        {
            int k=0;
            foreach (var time in times)
            {
                for (int j = 0; j < 6; j++)
                {

                    var simpelCompute = five * six;  // 0.027 sec
                    nodeDisplacement[time][j] = simpelCompute;  //0.403 sec
                    arrayList[6*k+j] = simpelCompute;  //0.0278 sec
                }

                k++;
            }
        }
    }

注意平面阵列访问和字典访问之间的相对大小？在考虑了数组索引操作（6*k+j）之后，平面数组比字典访问快了约20倍（0.403 / 0.0278）。

虽然听起来很奇怪，但字典查找占据了我的大部分时间，我必须对其进行优化。

Answer 1

是的，我并不感到惊讶。词典的意思是它们习惯于查找任意键。考虑单个数组解除引用会发生什么：

检查边界
按元素大小乘以索引
为指针添加索引

非常，非常快。现在进行字典查找（非常粗略;取决于实现）：

潜在检查无效的关键
获取密钥的哈希码
找到该哈希码的正确插槽（可能是“mod prime”操作）
可能取消引用数组元素以查找该插槽的信息
比较哈希码
如果哈希码匹配，则比较相等（并可能继续下一个哈希码匹配）

如果你有“密钥”，可以很容易被用作数组索引（例如连续的整数，或者很容易映射到连续整数的东西那么那将是非常非常快的。这不是哈希表的主要用例。它们适用于无法以这种方式轻松映射的情况 - 例如按字符串查找，或通过任意 double值（而不是双倍）它们是均匀间隔的，因此可以很容易地映射到整数。

我会说你的标题是误导性的 - 这不是字典查找速度慢，而是当数组是一种更合适的方法时，它们的速度非常快。

Answer 2

另外Jon's answer我想补充一点，你的内循环不是很多，通常你在内循环中至少做了一些工作，然后字典的相对性能损失有所降低

如果你在Reflector中查看Double.GetHashCode()的代码，你会发现它正在执行4行代码（假设你的double不是0），这只是你内部循环的主体。 Dictionary<TKey, TValue>.Insert()（由设置索引器调用）甚至是更多代码，几乎是屏幕已满。

与平面数组相比，使用Dictionary的事情是，当密钥不密集时（例如在你的情况下），你不会浪费太多内存，而且读取和写入都是像数组一样的O（1）（但是有一个更高的常数）。

作为旁注，您可以使用多维数组而不是6*k+j技巧以这种方式声明

var arrayList = new double[times.Count, 6];

并以这种方式使用

arrayList[k ,j] = simpelCompute;

它不会更快，但更容易阅读。

与平面阵列相比，.Net中的简单字典查找速度慢

2 个答案: