なぜ辞書は順序付けされたデータ構造ではないのでしょうか?

辞書が順序付けされていない理由

見た目にもかかわらず、多くのプログラミング言語の辞書は本質的に順序付けされたデータ構造ではありません。この概念は、特に項目の追加とアクセスが順番に行われるように見える方法を考えると、最初は直観に反するように思えるかもしれません。

順序付けられていないとはどういう意味ですか?

順序付けられていないことこれは、辞書内の項目に固定または事前定義された順序がないことを意味します。項目が追加される順序を維持するリストや配列とは異なり、辞書は順序の維持よりも効率的な検索と保存を優先します。これにより、キーが追加された順序に関係なく、キーによる高速検索が可能になります。

コード例と予期しない動作

次の C# コードを考えてみましょう。

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");

このコードはインデックス 2 のキーと値のペアを正常に取得しますが、この動作が想定されていないようにする必要があります。常に当てはまります。辞書は、インデックスではなくキーに基づいてデータを取得するように設計されています。

順序とその不安定性に影響する要因

さまざまな要因が辞書内の見かけの順序に影響を与える可能性があります。挿入順序、ハッシュの衝突、再ハッシュなどの要因により、辞書を順序どおりに扱うと、予期しない動作が発生する可能性があります。

• 挿入順序: 一部の辞書では挿入が保持される場合があります。項目が削除または変更されない限り、注文してください。ただし、この動作は保証されていないため、依存しないでください。
• ハッシュ衝突: 2 つのキーが同じバケットにハッシュされると、ディクショナリは一方または両方のキーを別のバケットに再割り当てすることがあります。バケットを使用して衝突を解決します。これにより、見かけの順序に予期しない変更が生じる可能性があります。
• 再ハッシュ: ディクショナリの基礎となるストレージを拡張する必要がある場合、再ハッシュ操作が発生します。これにより、辞書内の項目の順序が入れ替わる可能性があります。

結論

辞書は、順序の維持を犠牲にして、キーと値の高速な取得を最適化します。場合によっては順序を保持しているように見えるかもしれませんが、本質的に順序のないデータ構造であることを認識することが重要です。辞書内の認識された順序に依存すると、予測不能で信頼性の低い動作が発生する可能性があります。

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