Warum sind Wörterbücher keine geordneten Datenstrukturen?

Warum Wörterbücher nicht geordnet sind

Trotz des Anscheins sind Wörterbücher in vielen Programmiersprachen nicht von Natur aus geordnete Datenstrukturen. Dieses Konzept mag zunächst kontraintuitiv erscheinen, insbesondere wenn man die scheinbar sequenzielle Art und Weise bedenkt, wie Elemente hinzugefügt und darauf zugegriffen werden.

Was bedeutet es, ungeordnet zu sein?

Ungeordnet sein bedeutet, dass die Elemente in einem Wörterbuch keine feste oder vordefinierte Reihenfolge haben. Im Gegensatz zu Listen oder Arrays, die die Reihenfolge beibehalten, in der Elemente hinzugefügt werden, legen Wörterbücher den Schwerpunkt auf effizientes Abrufen und Speichern gegenüber der Wahrung der Reihenfolge. Dies ermöglicht eine schnelle Suche nach Schlüsseln, unabhängig von der Reihenfolge, in der sie hinzugefügt wurden.

Codebeispiel und unerwartetes Verhalten

Bedenken Sie den folgenden C#-Code:

var test = new Dictionary<int, string>();

test.Add(0, "zero");
test.Add(1, "one");
test.Add(2, "two");
test.Add(3, "three");

Assert(test.ElementAt(2).Value == "two");

Obwohl dieser Code das Schlüssel-Wert-Paar bei Index 2 erfolgreich abruft, sollte nicht davon ausgegangen werden, dass dieses Verhalten immer zutrifft. Wörterbücher sind so konzipiert, dass sie Daten basierend auf Schlüsseln und nicht auf Indexen abrufen.

Faktoren, die die Reihenfolge und ihre Instabilität beeinflussen

Verschiedene Faktoren können die scheinbare Reihenfolge innerhalb eines Wörterbuchs beeinflussen. Diese Faktoren wie Einfügereihenfolge, Hash-Kollisionen und erneutes Aufwärmen können zu unerwartetem Verhalten führen, wenn Sie ein Wörterbuch wie geordnet behandeln.

• Einfügereihenfolge: Einige Wörterbücher behalten möglicherweise die Einfügung bei Bestellung solange keine Artikel entfernt oder geändert werden. Dieses Verhalten ist jedoch nicht garantiert und sollte nicht als verlässlich angesehen werden.
• Hash-Kollisionen:Wenn zwei Schlüssel zum gleichen Bucket gehasht werden, weist das Wörterbuch möglicherweise einen oder beide Schlüssel einem anderen zu Eimer, um die Kollision zu lösen. Dies kann zu unerwarteten Änderungen in der scheinbaren Reihenfolge führen.
• Rehashing: Wenn der zugrunde liegende Speicher des Wörterbuchs erweitert werden muss, erfolgt ein Rehash-Vorgang. Dadurch kann die Reihenfolge der Elemente im Wörterbuch geändert werden.

Fazit

Wörterbücher sind für einen schnellen Schlüsselwertabruf auf Kosten der Aufrechterhaltung der Reihenfolge optimiert. Auch wenn es in manchen Fällen so aussieht, als ob die Ordnung erhalten bliebe, ist es wichtig zu erkennen, dass es sich um von Natur aus ungeordnete Datenstrukturen handelt. Sich auf die wahrgenommene Reihenfolge innerhalb eines Wörterbuchs zu verlassen, kann zu unvorhersehbarem und unzuverlässigem Verhalten führen.

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