C# 集合教學（二）：Hashtable 雜湊表 — 鍵值對高效查找與動態擴容

Hashtable 實作 IDictionary，以 **雜湊演算法** 將 Key 映射為內部索引，提供 **O(1) 平均查找/插入/刪除** 能力，是處理「依鍵快速取值」場景的首選集合（.NET 2.0+ 建議改用泛型 Dictionary<TKey, TValue>）。

核心特性

• Key-Value 鍵值對：Key 唯一、不可為 null；Value 可重複、可為 null
• 雜湊碼分桶：key.GetHashCode() → 桶索引 → 解決碰撞（鏈結串列）
• 動態擴容：負載因子預設 1.0，元素數/桶數 > 1.0 時自動擴容（質數桶大小）
• 非排序：迭代順序不可預期，若需排序請用 SortedList 或 SortedDictionary
• 執行緒安全：僅 SyncRoot 提供同步包裝，非原生安全

常用屬性與方法速查

實戰範例：學員資料管理系統

using System;
using System.Collections;

class StudentManager
{
    private readonly Hashtable _students = new Hashtable(); // Key: 學號(string), Value: 學生姓名

    public void Run()
    {
        while (true)
        {
            Console.WriteLine(@"
歡迎進入 0122 班學員登記系統
========================================
請選擇操作：A-新增  B-查詢  C-刪除  D-修改  E-離開");
            var key = Console.ReadKey(true).KeyChar;
            Console.WriteLine();

            switch (char.ToUpper(key))
            {
                case 'A': Add(); break;
                case 'B': Query(); break;
                case 'C': Delete(); break;
                case 'D': Update(); break;
                case 'E': return;
                default: Console.WriteLine("無效選項"); break;
            }
        }
    }

    private void Add()
    {
        Console.Write("學號："); string id = Console.ReadLine();
        if (_students.ContainsKey(id)) { Console.WriteLine("學號已存在"); return; }
        Console.Write("姓名："); string name = Console.ReadLine();
        _students.Add(id, name);
        Console.WriteLine("新增成功");
    }

    private void Query()
    {
        Console.Write("查詢學號："); string id = Console.ReadLine();
        if (_students.ContainsKey(id))
            Console.WriteLine($"姓名：{_students[id]}");
        else
            Console.WriteLine("查無此學號");
    }

    private void Delete()
    {
        Console.Write("刪除學號："); string id = Console.ReadLine();
        if (_students.ContainsKey(id)) { _students.Remove(id); Console.WriteLine("刪除成功"); }
        else Console.WriteLine("查無此學號");
    }

    private void Update()
    {
        Console.Write("修改學號："); string id = Console.ReadLine();
        if (!_students.ContainsKey(id)) { Console.WriteLine("查無此學號"); return; }
        Console.Write("新姓名："); string name = Console.ReadLine();
        _students[id] = name; // 索引器自動覆蓋
        Console.WriteLine("修改成功");
    }
}

// 程式進入點
class Program
{
    static void Main() => new StudentManager().Run();
}

執行畫面示意

歡迎進入 0122 班學員登記系統
========================================
請選擇操作：A-新增  B-查詢  C-刪除  D-修改  E-離開
A
學號：1
姓名：唐老鴨
新增成功
請選擇操作：A-新增  B-查詢  C-刪除  D-修改  E-離開
B
查詢學號：1
姓名：唐老鴨

進階主題：效能調優與替代方案

避坑提醒

1. Key 型別一致性：ht[1] (int) 與 ht["1"] (string) 是不同鍵。
2. Value 為 null 仍佔用槽位：ContainsValue(null) 會掃描全表，效能差。
3. Foreach 迭代中不可修改集合：會拋 InvalidOperationException，需先 ToList() 或收集待刪 Key 再刪。
4. 自訂類別作 Key：務必同時覆寫 GetHashCode() 與 Equals()，且不可變欄位參與運算。

下一單元預告

下一篇將介紹 SortedList：結合陣列與雜湊表優點，支援二元搜尋與鍵值排序。