我如何在C＃中實現QueueDictionary，Queue和Dictionary的組合？

Question

基本上我想要的數據結構將鏡像MSMQ，但會在內存中，因為它在一個進程中使用。 通過鏡像MSMQ，我的意思是你會將對象排隊，然后你可以將對象出列或使用密鑰檢索它們。 這是我最初的嘗試。 這個嘗試的主要問題是Get by id會頻繁使用，因此隊列最終會有很多“死”對象。

public class QueueDictionary<TKey, TValue>
{
    private readonly Queue _queue = new Queue();
    private readonly Dictionary<TKey, TValue> _dictionary = new Dictionary<TKey, TValue>();
    private readonly object _syncRoot = new object();

    public TValue Dequeue()
    {
        lock (_syncRoot)
        {
            TKey key = (TKey)_queue.Dequeue();
            while (!_dictionary.ContainsKey(key))
                key = (TKey)_queue.Dequeue();
            return _dictionary[key];
        }
    }

    public TValue Get(TKey key)
    {
        lock (_syncRoot)
        {
            TValue result = _dictionary[key];
            _dictionary.Remove(key);
            return result;
        }
    }

    public void Enqueue(TKey key, TValue value)
    {
        lock (_syncRoot)
        {
            _dictionary.Add(key, value);
            _queue.Enqueue(key);
        }
    }
}

Answer 1

您可以使用LinkedList，而不是在內部使用Queue。 然后在Dictionary中，您可以存儲Key和LinkedListNode。 然后，當您從字典中刪除該項時，您可以取消鏈接列表中的LinkedListNode鏈接。 當然，你放棄了隊列的局部性，但獲得了隨機訪問的性能。

這是一個快速而骯臟的例子，沒有經過測試，因此可以解釋任何錯誤和錯誤檢查。 例如，您應檢查隊列是否為空，確保具有相同鍵的項目尚未在字典中等。

public class QueueDictionary<TKey, TValue>
{
  private readonly LinkedList<Tuple<TKey, TValue>> _queue =
    new LinkedList<Tuple<TKey, TValue>>();

  private readonly Dictionary<TKey, LinkedListNode<Tuple<TKey, TValue>>> 
    _dictionary = new Dictionary<TKey, LinkedListNode<Tuple<TKey, TValue>>>();

  private readonly object _syncRoot = new object();

  public TValue Dequeue()
  {
    lock (_syncRoot)
    {
      Tuple<TKey, TValue> item = _queue.First();
      _queue.RemoveFirst();
      _dictionary.Remove(item.Item1);
      return item.Item2;
    }
  }

  public TValue Dequeue(TKey key)
  {
    lock (_syncRoot)
    {
      LinkedListNode<Tuple<TKey, TValue>> node = _dictionary[key];
      _dictionary.Remove(key);
      _queue.Remove(node);
      return node.Value.Item2;
    }
  }

  public void Enqueue(TKey key, TValue value)
  {
    lock (_syncRoot)
    {
      LinkedListNode<Tuple<TKey, TValue>> node = 
        _queue.AddLast(new Tuple<TKey, TValue>(key, value));
      _dictionary.Add(key, node);
    }
  }
}

Answer 2

那么你的對象可以像隊列實際上並沒有使用Queue類作為它的內部存儲。 根據您計划保留的項目數量，可能更容易維護單個LinkedList（T），而不是將項目存儲在LinkedList（T）和Dictionary（K，V）中。

但基本上，您可以使用LinkedList（T）而不是在內部使用Queue，只需將新項添加到列表的末尾，然后從列表的前面出列。 當你需要通過鍵找到一個時，你可以只掃描列表中的匹配鍵，或者如果項目數量使這個表現不佳，你可以用一個字典（K，LinkedListNode（T））加倍你的存儲並使用密鑰查找的字典。

Answer 3

如果您使用雙鏈表作為隊列，那么您可以完全控制Enqueue，Dequeue，特別是Get方法。 因此，在Get方法中，您只需從雙鏈表中刪除鍵即可。