C#鍵值對詳解

一、基本概念

在編程中，鍵值對是一種常見的數據結構。C#中的鍵值對是一種基於哈希表的集合類型，也稱為字典（Dictionary）類型，它由一個鍵和一個值組成。每個鍵必須是唯一的，而每個值可以對應多個鍵。

鍵值對的實現是基於哈希表的，哈希表是一種將輸入映射到具體位置的數據結構。在哈希表中，每個鍵都對應一個哈希碼，哈希碼將鍵映射到一個桶中，桶中存儲着鍵和對應的值，這樣在查找時只需要將鍵轉換成哈希碼，再查找哈希碼對應的桶中是否存在該鍵即可。

C#中的鍵值對類型是泛型的，使用時需要指定鍵和值的類型。使用鍵值對時，我們可以通過鍵獲取對應的值，也可以將新的鍵值對添加到集合中。

二、創建和初始化

在C#中，我們可以使用Dictionary類來創建鍵值對集合，其中TKey和TValue分別表示鍵和值的類型。創建一個空的鍵值對集合可以使用如下代碼：

Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>();

我們也可以在創建時初始化鍵值對集合：

Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int> {
    { "apple", 1 },
    { "banana", 2 },
    { "cherry", 3 }
};

這樣我們就得到了一個包含三個元素的鍵值對集合，鍵分別是”apple”、”banana”和”cherry”，對應的值分別是1、2和3。

三、訪問和修改

通過鍵獲取對應的值可以使用索引器，例如：

int value = dict["apple"];

這樣就可以獲取鍵為”apple”的值1。如果鍵不存在，則會拋出KeyNotFoundException異常。

我們也可以使用TryGetValue方法獲取鍵對應的值，這樣避免了訪問不存在的鍵時拋出異常的情況：

int value;
bool success = dict.TryGetValue("apple", out value);
if (success) {
    Console.WriteLine("value of 'apple': " + value);
}

如果鍵不存在，success將返回false，此時value的值為0。

使用索引器或Add方法可以向鍵值對集合中添加新的鍵值對，例如：

dict["durian"] = 4;
dict.Add("elderberry", 5);

這樣我們就向集合中添加了兩個新的鍵值對。如果已經存在該鍵，則使用索引器會更新對應的值，而Add方法會拋出ArgumentException異常。

如果想要修改已經存在的鍵值對的值，可以直接使用索引器或鍵值對的Key屬性進行修改：

dict["apple"] = 10;
dict["banana"]++;

這樣我們就將鍵為”apple”的值修改為10，將鍵為”banana”的值加1。

四、遍歷和刪除

我們可以使用foreach循環對鍵值對集合進行遍歷：

foreach (var pair in dict) {
    Console.WriteLine(pair.Key + ": " + pair.Value);
}

這樣就會按照鍵值對的順序，依次輸出每個鍵和對應的值。

如果想要刪除一個已經存在的鍵值對，可以使用Remove方法：

dict.Remove("apple");

這樣就刪除了鍵為”apple”的鍵值對。如果想要清空整個鍵值對集合，可以使用Clear方法：

dict.Clear();

這樣就清空了整個集合中的所有鍵值對。