C# Dictionary<> 和可变键

Posted 2023-02-25

【中文标题】C# Dictionary<> 和可变键

【英文标题】：C# Dictionary<> and mutable keys

【发布时间】：2011-03-01 17:46:57

【问题描述】：

有人告诉我，在 C# 规范中将字符串设为不可变的众多原因之一是为了避免 HashTable 在对字符串键的引用更改其内容时更改键的问题。

Dictionary 类型允许将引用类型用作键。字典如何避免导致“错位”值的更改键的问题？当用作键时，是否存在由对象组成的成员克隆？

【参考方案1】：

如果引用类型不覆盖 Equals/GetHashCode，则使用默认比较器的字典不会关心任何关键对象的字段或属性，因此不会注意到或关心它们是否发生变化。最简单的方法是将默认的 GetHashCode 方法视为返回与“对象 ID”相关的数字，将默认的 Equals 方法视为比较“对象 ID”。实际上，在一个对象限制为 20 亿或更少的系统中，GetHashCode 可以简单地返回一个对象 ID，但由于各种原因，它也可能做其他事情。

如果由 Equals 或 GetHashCode 检查的对象的唯一部分是对象 ID，那么就这些函数而言，所有对象都是不可变的。一旦创建了一个对象，它将始终具有相同的 ID，并且在前一个对象 ID 的所有痕迹从 Universe 中消失之前，该 ID 将永远不会用于任何其他对象。

【参考方案2】：

如果您使用可变引用类型作为键，GetHashCode() 的默认实现将保证哈希相等，而不管对象状态如何（即哈希与引用相关联，而不是状态）。但是，您是对的，具有值相等语义（其中 GetHashCode 可能取决于状态）的可变类型对于字典键来说是一个糟糕的选择。

【讨论】：

这个不错。感谢您记得我默认情况下对象的 GetHashCode 是基于实例的，我认为这可以为开发人员节省大量时间。

具有值相等语义的可变类类型似乎是个坏主意。虽然有一些例外（例如double、Decimal、List<T>.Enumerator 等），但.net 中的大多数类型都实现了Equals(Object) 以表示等价；由于不同的可变类类型项永远不会等价，因此它们永远不应将自己报告为Equals（List<T>.Enumerator 的行为源于装箱和未装箱的值类型具有不同的语义，但需要共享相同的 @987654328 @方法）。

【参考方案3】：

它并没有避免这种情况。由调用代码来强制执行此操作：

只要将对象用作Dictionary<TKey, TValue> 中的键，它就不能以任何影响其哈希值的方式发生变化。根据字典的相等比较器，Dictionary<TKey, TValue> 中的每个键都必须是唯一的。键不能是null，但值可以是，如果值类型TValue 是引用类型。

（来自MSDN）

【参考方案4】：

Dictionary<TKey,TValue> 类型不会尝试防止用户修改所使用的密钥。完全由开发人员负责不改变密钥。

如果您仔细考虑一下，这确实是唯一合理的方法 Dictionary<TKey,TValue>可以拿。考虑在对象上执行类似成员克隆的操作的含义。为了彻底，您需要进行深度克隆，因为键中引用的对象也可能发生变异，从而影响哈希码。因此，现在表中使用的每个键都克隆了完整的对象图，以防止突变。这将是错误的，并且可能是一项非常昂贵的操作。

【讨论】：

Python 虽然采用了另一种方式，并且不允许可变数据作为缓存键。 udacity.com/view#Course/cs212/CourseRev/apr2012/Unit/207010/…

【参考方案5】：

Dictionary<> 类不会保护自己免受可变键对象的更改。由您决定您用作键的类是否是可变的，并尽可能避免它。