介绍

使用C＃进行功能样式编程时，您最终可能会遇到需要按项目的有序列表来键入字典的情况。有好的方法，但不是非常好的方法。本文旨在为您提供一种将列表用作字典键的有效且相对安全的方法。

概念化这个混乱

字典键必须具有可比性，以确保相等性，必须提供适当的哈希码，并且必须不可变。这些要求使使用列表作为字典键有点麻烦，因为列表通常不提供值语义——在这种情况下，是逐项比较和适当的哈希码。也许更糟的是，列表允许您随时修改它们。

总之，这里有两个主要问题，一个是逐项比较列表不是很有效，并且使用标准IList<T>实现作为字典键从根本上是不安全的，因为可以随时对其进行修改。

我们可以通过要求使用IReadOnlyList<T>来或多或少地解决后者，后者提供类似列表的访问，而不需要修改列表的方法。不过，当我们声明KeyList<T>类时，我们将在其中添加一个Add()方法。这样做的原因是允许您首先填写列表。如果我们想更加安全，则可以取消该Add()方法，并强制您将这些项作为数组传递给KeyList<T>的构造函数。未执行此操作的原因是为了提高性能。KeyList<T>的主要目的是性能，将数据传递给构造函数将需要一个副本。副本不一定很慢，但我们不需要它——我们在这里没事，因为任何采用IReadOnlyList<T>的操作都不会看到Add() 方法，这样，我们就避免了虚假的副本。

前者需要做更多的工作。我们必须在KeyList<T>上实现值相等语义。但是，在这里，我们提出了一个重要的技巧：在将每个项目添加到列表时，我们都会重新计算哈希码，这样我们就不必在以后进行计算。然后，我们将该哈希码用作相等性检查的一部分，以在它们不相等时短路。接下来，让我们看一下该KeyList<T>类的代码。

编码此混乱

sealed class KeyList<T> : IReadOnlyList<T>, IEquatable<KeyList<T>>
{int _hashCode;List<T> _items;public KeyList(){_items = new List<T>();_hashCode = 0;}public KeyList(int capacity){_items = new List<T>(capacity);_hashCode = 0;}public T this[int index] => _items[index];public int Count => _items.Count;public IEnumerator<T> GetEnumerator(){return _items.GetEnumerator();}IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator(){return GetEnumerator();}public void Add(T item){_items.Add(item);if (null != item)_hashCode ^= item.GetHashCode();}public override int GetHashCode(){return _hashCode;}public bool Equals(KeyList<T> rhs){if (ReferenceEquals(this, rhs))return true;if (ReferenceEquals(rhs, null))return false;if (rhs._hashCode != _hashCode)return false;var ic = _items.Count;if (ic != rhs._items.Count)return false;for(var i = 0;i<ic;++i)if (!Equals(_items[i], rhs._items[i]))return false;return true;}public override bool Equals(object obj){return Equals(obj as KeyList<T>);}
}

这里的重要方法Add()和主要Equals()方法。您可以在Add()中看到我们正在为添加的每个项目修改_hashCode字段。您可以在Equals()方法中看到，如果哈希代码不相等，我们会在最后进行逐项比较之前短路。这样可以大大提高性能。另一个性能提升在于无需计算任何内容的GetHashCode()方法。由于这些方法通常是由IDictionary<TKey,TValue>实现调用的，因此我们希望它们尽可能快，尤其是GetHashCode()方法，Dictionary<TKey, TValue>经常调用它。

如果在发布模式下运行代码，则将获得准确的性能指标。在Debug中没有那么多，因此如果您在Debug中运行，该程序将向您发出警告。您可以看到我们使用的字典，一个是标准列表，另一个是特殊KeyList<T>实例。与使用List<T>相比，使用KeyList<T>应该可以提高5x+的性能， 而且由于它只实现了列表访问的IReadOnlyList<T>，所以也更安全。现在我们两个最初的问题都解决了。

警告

已经指出，如果T类型是可变的，则这是不正确的。这是真的。然而，Dictionary<TKey, TValue>和HashSet<T>也是如此，所以这里也适用同样的警告-不要更改添加到这些列表的项的值，就像不应该更改添加到Dictionary和HashSet的键值一样。

使用其他容器

如果需要，可以将该技术应用于其他集合。如果需要（相对地）高效的无序比较，可以将其调整为HashSet<T> 。我已经在一些项目中做到了这一点。只需确保在Equals()方法中使用SetEquals()进行逐项比较，因为它更快。

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在C＃中有效地使用列表作为字典键

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