我应该使用什么集合来组合最快的键检索，但也是 c# 中最快的排序枚举？

Question

请有人向我推荐 c# 中的一些集合（或者也许是我自己实现它的提示）用于存储键值对，我将始终最多拥有 50 个这些键值对。 但通常只有 5-20 个键值对。 而且我需要绝对最快的检索给定键的值。 首先我想到了字典，因为它的检索访问时间为 O(1)。 但我仍然不确定为这么小的 collections 使用字典的开销。 但我猜即使对于像这样的小型 collections，Dictionary 也能提供最好的速度？

然后我有另一个要求，我需要能够告诉给定键的下一个更大的键（例如，我有值为 2、4、6、8、10、11、12、15 的键，当我说让我们说7，我需要能够快速判断，下一个比 7 更大的键是 8)。 于是想着把这些key的集合进行排序，这样就可以很快的分辨出下一个更大的key）。 我当时考虑使用 SortedDictionary，但我发现它的访问速度较慢 O(log(n))，但会为我提供寻找下一个更大密钥的另一个好处。

顺便说一句，通过这个集合的整个使用，它永远不会被修改，它只需要在开始时构建，这可能会很慢，对我来说构建它的速度无关紧要。 此外，我根本不关心 memory 的使用。

例如，我的解决方案也可以结合 Dictionary 和 SortedList。 将 2 个 collections 组合在一起，以最大限度地提高检索速度和“getNextBiggerKey”速度。

或者现在我也在考虑将 nextBiggerKey 存储在该键值对的值中。 因此，至少对于那些已经在收藏中的钥匙，它会给我下一个更大的钥匙。

那么有人有什么好主意吗，如何在这种情况下完全最大化性能？

更新：我所说的键实际上是分数类型的。 但是对于低值，分子和分母都不会大于 256，因此字节应该（很有可能）对它们都足够。

非常感谢您的帮助，将不胜感激:)

Answer 1

如果键实际上是 integer 如您所示，则计算 hash 来搜索元素没有任何优势（因此不需要散列键的集合）。 由于您可以构建一次列表，然后可以使用不可变列表，因此我认为二进制搜索是您可以获得的最快速度。

我首先要尝试的是 KeyValue 对的普通List<T> ，用项目填充它，对其进行一次排序，然后使用List.BinarySearch()搜索元素。 可以肯定的是，您应该对多个场景进行基准测试，但这肯定是一个好的开始。

Answer 2

这个答案假设可能的键范围很小（最多几千个）。 在这种情况下，您可以实现基于查找表的解决方案。 假设小数键的范围在 10 到 14 之间，包括一半和四分之一。 还假设您在此范围内有 4 个键，其值分别为 10、10 3/4、12 1/2 和 13。首先，您需要一种将键转换为 integer 的方法，该键将用作数组。 在这种情况下，翻译 function 将是：

f(x) = (x - 10) * 4

所以键 10 被转换为索引 0，键 14 被转换为索引 16。接下来您需要构造一个长度为 17（从 0 到 16）的数组。 下表显示了该数组的值：

|   Key   | Translated |  Index  |  Value  |
|---------|------------|---------|---------|
| 10      | 0          | 0       | 0       |
| 10 1/4  | 1          | 1       | 3       |
| 10 1/2  | 2          | 2       | 3       |
| 10 3/4  | 3          | 3       | 3       |
| 11      | 4          | 4       | 10      |
| 11 1/4  | 5          | 5       | 10      |
| 11 1/2  | 6          | 6       | 10      |
| 11 3/4  | 7          | 7       | 10      |
| 12      | 8          | 8       | 10      |
| 12 1/4  | 9          | 9       | 10      |
| 12 1/2  | 10         | 10      | 10      |
| 12 3/4  | 11         | 11      | 12      |
| 13      | 12         | 12      | 12      |
| 13 1/4  | 13         | 13      | -1      |
| 13 1/2  | 14         | 14      | -1      |
| 13 3/4  | 15         | 15      | -1      |
| 14      | 16         | 16      | -1      |

不，让我们使用这个数组进行一些搜索。

1. 密钥 12 存在吗？ 我们应用翻译 function (12 - 10) * 4得到索引 8。 array[8]的值是 10。10 与 8 不同，因此键 12 不存在。
2. 10 3/4 键的下一个更大的键是什么？ 我们应用翻译 function 并得到索引 3。 array[3]为 3，因此键存在，但我们对此不感兴趣。 我们需要查看下一个数组元素， array[4] 。 它的值为 10，它是键 12 1/4 的翻译。 所以下一个更大的 10 3/4 键是 12 1/4。

现在您已经有了一种按键搜索此结构的方法，您可以考虑如何将每个键与一个值相关联，最终得到一个正确的字典。 最简单的方法可能是在混合中添加另一个长度相等的数组，将每个键的值存储在同一索引中。