C＃の辞書キーとしてのタプル（または配列）

C＃で辞書ルックアップテーブルを作成しようとしています。3タプルの値を1つの文字列に解決する必要があります。配列をキーとして使用しようとしましたが、うまくいきませんでした。他に何をすべきかわかりません。この時点で私はディクショナリのディクショナリのディクショナリを作成することを検討していますが、JavaScriptでそれを行う方法ですが、それはおそらく非常にきれいではありません。

.NET 4.0を使用している場合は、タプルを使用します。

lookup = new Dictionary<Tuple<TypeA, TypeB, TypeC>, string>();

そうでない場合は、タプルを定義し、それをキーとして使用できます。タプルはGetHashCode、Equals、IEquatableをオーバーライドする必要があります。

struct Tuple<T, U, W> : IEquatable<Tuple<T,U,W>>
{
    readonly T first;
    readonly U second;
    readonly W third;

    public Tuple(T first, U second, W third)
    {
        this.first = first;
        this.second = second;
        this.third = third;
    }

    public T First { get { return first; } }
    public U Second { get { return second; } }
    public W Third { get { return third; } }

    public override int GetHashCode()
    {
        return first.GetHashCode() ^ second.GetHashCode() ^ third.GetHashCode();
    }

    public override bool Equals(object obj)
    {
        if (obj == null || GetType() != obj.GetType())
        {
            return false;
        }
        return Equals((Tuple<T, U, W>)obj);
    }

    public bool Equals(Tuple<T, U, W> other)
    {
        return other.first.Equals(first) && other.second.Equals(second) && other.third.Equals(third);
    }
}

タプルとネストされた辞書ベースのアプローチの間では、ほとんどの場合、タプルベースの方が良いでしょう。

保守性の観点から、

• 次のような機能を実装する方がはるかに簡単です。

  var myDict = new Dictionary<Tuple<TypeA, TypeB, TypeC>, string>();

  より

  var myDict = new Dictionary<TypeA, Dictionary<TypeB, Dictionary<TypeC, string>>>();

  呼び出し先側から。2番目のケースでは、追加、ルックアップ、削除などのたびに、複数のディクショナリに対するアクションが必要です。

• さらに、複合キーで将来1つ多い（または少ない）フィールドが必要になる場合、2つ目のケース（ネストされた辞書）でコードを大幅に変更する必要があります。ネストされた辞書とその後のチェックを追加する必要があるためです。

パフォーマンスの観点から見ると、達成できる最善の結論は、自分で測定することです。ただし、事前に考慮できる理論上の制限がいくつかあります。

• ネストされたディクショナリの場合、すべてのキー（外部および内部）に追加のディクショナリがあると、（タプルを作成する場合よりも）ある程度のメモリオーバーヘッドが生じます。

• ネストされた辞書の場合、追加、更新、ルックアップ、削除などの基本的なアクションはすべて、2つの辞書で実行する必要があります。中間ディクショナリはハッシュコードの完全な計算と比較をバイパスできるため、ネストされたディクショナリアプローチの方が高速になる場合があります。つまり、ルックアップされるデータが存在しない場合です。データが存在する場合、ルックアップは2回（またはネストに応じて3回）実行する必要があるため、遅くなるはずです。

• そのため、彼らはセットでキーとして使用されることを意図しているときタプルアプローチに関しては、.NETのタプルは最もパフォーマンスではありませんEqualsし、GetHashCode実装が値型のためにボクシングの原因となります。

タプルベースのディクショナリを使用しますが、より高いパフォーマンスが必要な場合は、より良い実装で独自のタプルを使用します。

余談ですが、いくつかの化粧品は辞書をクールにすることができます：

1. インデクサースタイルの呼び出しは、はるかにクリーンで直感的にすることができます。たとえば、

   string foo = dict[a, b, c]; //lookup
   dict[a, b, c] = ""; //update/insertion

   そのため、挿入と検索を内部的に処理する必要なインデクサーをディクショナリークラスに公開します。

2. また、適切なIEnumerableインターフェースを実装しAdd(TypeA, TypeB, TypeC, string)、次のようなコレクション初期化構文を提供するメソッドを提供します。

   new MultiKeyDictionary<TypeA, TypeB, TypeC, string> 
   { 
       { a, b, c, null }, 
       ...
   };

C＃7を使用している場合は、値のタプルを複合キーとして使用することを検討してください。値タプルはTuple<T1, …>参照タイプではなく値タイプ（構造体）であるため、通常、値タプルは従来の参照タプル（）よりも優れたパフォーマンスを提供し、メモリ割り当てとガベージコレクションのコストを回避します。また、それらは簡潔でより直感的な構文を提供し、必要に応じてフィールドに名前を付けることができます。またIEquatable<T>、辞書に必要なインターフェースも実装しています。

var dict = new Dictionary<(int PersonId, int LocationId, int SubjectId), string>();
dict.Add((3, 6, 9), "ABC");
dict.Add((PersonId: 4, LocationId: 9, SubjectId: 10), "XYZ");
var personIds = dict.Keys.Select(k => k.PersonId).Distinct().ToList();

良い、クリーン、高速、簡単、読みやすい方法は次のとおりです。

• 現在の型の等価メンバー（Equals（）およびGetHashCode（））メソッドを生成します。ReSharperなどのツールは、メソッドを作成するだけでなく、等価性チェックやハッシュコードの計算に必要なコードも生成します。生成されたコードは、タプルの実現よりも最適です。
• タプルから派生した単純なキークラスを作成するだけです。

次のようなものを追加します。

public sealed class myKey : Tuple<TypeA, TypeB, TypeC>
{
    public myKey(TypeA dataA, TypeB dataB, TypeC dataC) : base (dataA, dataB, dataC) { }

    public TypeA DataA => Item1; 

    public TypeB DataB => Item2;

    public TypeC DataC => Item3;
}

だからあなたはそれを辞書で使うことができます：

var myDictinaryData = new Dictionary<myKey, string>()
{
    {new myKey(1, 2, 3), "data123"},
    {new myKey(4, 5, 6), "data456"},
    {new myKey(7, 8, 9), "data789"}
};

• 契約でも使用できます
• linqの結合またはグループ化のキーとして
• このようにして、Item1、Item2、Item3の順序を間違って入力することはありません。
• 何かを取得するためにどこに行くかを理解するためにコードを覚えたり調べたりする必要はありません
• IStructuralEquatable、IStructuralComparable、IComparable、ITupleをオーバーライドする必要はありません。

何らかの理由で独自のタプルクラスを作成したり、.NET 4.0に組み込まれたものを使用したりすることを本当に避けたい場合は、他に1つの方法があります。3つのキー値を1つの値に組み合わせることができます。

たとえば、3つの値が64ビットを超えない整数型の場合、それらをに結合できますulong。

最悪の場合、文字列内の3つのコンポーネントが、キーのコンポーネント内で発生しない文字またはシーケンスで区切られていることを確認する限り、いつでも文字列を使用できます。

string.Format("{0}#{1}#{2}", key1, key2, key3)

このアプローチには明らかにいくつかの合成オーバーヘッドがありますが、これを何に使用しているかによっては、これを気にしないほど簡単な場合があります。

タプルを適切なGetHashCodeでオーバーライドし、それをキーとして使用します。

適切なメソッドをオーバーロードする限り、適切なパフォーマンスが表示されます。

参照用の.NETタプルは次のとおりです。

[Serializable] 
public class Tuple<T1, T2, T3> : IStructuralEquatable, IStructuralComparable, IComparable, ITuple {

    private readonly T1 m_Item1; 
    private readonly T2 m_Item2;
    private readonly T3 m_Item3; 

    public T1 Item1 { get { return m_Item1; } }
    public T2 Item2 { get { return m_Item2; } }
    public T3 Item3 { get { return m_Item3; } } 

    public Tuple(T1 item1, T2 item2, T3 item3) { 
        m_Item1 = item1; 
        m_Item2 = item2;
        m_Item3 = item3; 
    }

    public override Boolean Equals(Object obj) {
        return ((IStructuralEquatable) this).Equals(obj, EqualityComparer<Object>.Default);; 
    }

    Boolean IStructuralEquatable.Equals(Object other, IEqualityComparer comparer) { 
        if (other == null) return false;

        Tuple<T1, T2, T3> objTuple = other as Tuple<T1, T2, T3>;

        if (objTuple == null) {
            return false; 
        }

        return comparer.Equals(m_Item1, objTuple.m_Item1) && comparer.Equals(m_Item2, objTuple.m_Item2) && comparer.Equals(m_Item3, objTuple.m_Item3); 
    }

    Int32 IComparable.CompareTo(Object obj) {
        return ((IStructuralComparable) this).CompareTo(obj, Comparer<Object>.Default);
    }

    Int32 IStructuralComparable.CompareTo(Object other, IComparer comparer) {
        if (other == null) return 1; 

        Tuple<T1, T2, T3> objTuple = other as Tuple<T1, T2, T3>;

        if (objTuple == null) {
            throw new ArgumentException(Environment.GetResourceString("ArgumentException_TupleIncorrectType", this.GetType().ToString()), "other");
        }

        int c = 0;

        c = comparer.Compare(m_Item1, objTuple.m_Item1); 

        if (c != 0) return c; 

        c = comparer.Compare(m_Item2, objTuple.m_Item2);

        if (c != 0) return c; 

        return comparer.Compare(m_Item3, objTuple.m_Item3); 
    } 

    public override int GetHashCode() { 
        return ((IStructuralEquatable) this).GetHashCode(EqualityComparer<Object>.Default);
    }

    Int32 IStructuralEquatable.GetHashCode(IEqualityComparer comparer) { 
        return Tuple.CombineHashCodes(comparer.GetHashCode(m_Item1), comparer.GetHashCode(m_Item2), comparer.GetHashCode(m_Item3));
    } 

    Int32 ITuple.GetHashCode(IEqualityComparer comparer) {
        return ((IStructuralEquatable) this).GetHashCode(comparer); 
    }
    public override string ToString() {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.Append("("); 
        return ((ITuple)this).ToString(sb);
    } 

    string ITuple.ToString(StringBuilder sb) {
        sb.Append(m_Item1); 
        sb.Append(", ");
        sb.Append(m_Item2);
        sb.Append(", ");
        sb.Append(m_Item3); 
        sb.Append(")");
        return sb.ToString(); 
    } 

    int ITuple.Size { 
        get {
            return 3;
        }
    } 
}

使用するコードで、DictionaryではなくIDictionary <>インターフェイスを使用できる場合、私の本能は、カスタム配列比較子でSortedDictionary <>を使用することでした。

class ArrayComparer<T> : IComparer<IList<T>>
    where T : IComparable<T>
{
    public int Compare(IList<T> x, IList<T> y)
    {
        int compare = 0;
        for (int n = 0; n < x.Count && n < y.Count; ++n)
        {
            compare = x[n].CompareTo(y[n]);
        }
        return compare;
    }
}

そして、次のように作成します（具体的な例としてint []を使用）：

var dictionary = new SortedDictionary<int[], string>(new ArrayComparer<int>());