在Dictionary中使用Enum作為TKey會帶來GC

枚舉類型作為一種值類型，在某些時候特别是需要位操作的時候，也會經常用作key。問題就出現在這裡。

我們知道，Dictionary的key必須是唯一的辨別，是以Dictionary需要對 key進行判等的操作，如果key的類型沒有實作 IEquatable接口，則預設根據System.Object.Equals()和GetHashCode()方法判斷值是否相等。我們可以看看常用作key的幾種類型在.NET Framework中的定義：

public sealed class String : IComparable, ICloneable, IConvertible,

    IComparable<string>, IEnumerable<string>, IEnumerable,

    IEquatable<string>



public struct Int32 : IComparable, IFormattable,

    IConvertible, IComparable<int>, IEquatable<int>



public abstract class Enum : ValueType,

    IComparable, IFormattable, IConvertible      

注意Enum類型的定義與前兩種類型的不同，它并沒有實作IEquatable接口。是以，當我們使用Enum類型作為key值時，Dictionary的内部操作就需要将Enum類型轉換為System.Object，這就導緻了Boxing的産生。沒錯，我們很難發現這個陷阱，它是導緻Enum作為 key值的性能瓶頸。

我們該如何解決這一問題？最簡單的方法是将Enum的值先轉換為int，然後将其作為key傳入 Dictionary中。還有一種作法是定義一個實作了IEqualityComparer<T>接口的類。因為Dictionary構造函數的其中一個重載版本，可以接收 IEqualityComparer<T>類型，通過它完成對key的判斷。IEqualityComparer<T>接口的定義如下所示：

public interface IEqualityComparer<T>

{

    bool Equals(T x, T y);

    int GetHashCode(T obj);

}      

遺憾的是我們卻不能直接提供針對Enum的實作，例如：

class EnumComparer<TEnum> : IEqualityComparer<TEnum>

{

    public bool Equals(TEnum x, TEnum y)

    {

        return (x == y);

    }

    public int GetHashCode(TEnum obj)

    {

        return (int)obj;

    }

}      

因為我們不能直接對泛型類型進行==操作，以及将泛型對象強制轉換為int類型。在Code Project上，有一篇名為Accelerating Enum-Based Dictionaries with Generic EnumComparer的文章，利用Reflection.Emit實作Equals()和GetHashCode()方法。不過在該文的評論中，提供了更好的一個方法，就是利用C# 3.0的Lambda表達式：

public class EnumComparer<T> : IEqualityComparer<T> where T : struct

{

    public bool Equals(T first, T second)

    {

        var firstParam = Expression.Parameter(typeof(T), "first");

        var secondParam = Expression.Parameter(typeof(T), "second");

        var equalExpression = Expression.Equal(firstParam, secondParam);

        return Expression.Lambda<Func<T, T, bool>>

            (equalExpression, new[] { firstParam, secondParam }).

            Compile().Invoke(first, second);

    }

    public int GetHashCode(T instance)

    {

        var parameter = Expression.Parameter(typeof(T), "instance");

        var convertExpression = Expression.Convert(parameter, typeof(int));

        return Expression.Lambda<Func<T, int>>

            (convertExpression, new[]{parameter}).

            Compile().Invoke(instance);

    }

}
      

此時，我們就可以如此使用Dictionary對象：

public enum DayOfWeek{//...}

var dictionary = new Dictionary<DayOfWeek, int>(new EnumComparer<DayOfWeek>());