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構建可反轉排序的泛型字典類（一）：從零開始的雛形設計

編輯：關於C#

系列緣起：為何要重造輪子？

翻閱《C# Cookbook》第 4.8 節「反轉 Sorted List 裡的內容」，發現一個近 1300 行的 ReversibleSortedList 範例。代碼品質極高，值得深度剖析。雖然實務專案中直接使用 FCL 現成集合（SortedDictionary、SortedList）即可，但手寫核心集合類別能：

透過閱讀優質代碼提升架構能力
理解 FCL 內部運作機制，踏出造輪子的第一步
若您是元件開發者，「您越麻煩，使用者越方便」

資料結構選型：陣列為王

需求：存儲鍵值對（TKey, TValue），類型不固定 → 泛型。
儲存容器選擇：陣列。理由：存取速度最快、類型安全、語法簡潔。唯一缺點——容量固定，需自行實作動態擴容。

初版雛形（0.1 版）

public class ReversibleSortedList<TKey, TValue>
{
    private TKey[] keys;
    private TValue[] values;

    public int Capacity => this.keys.Length;
}

容量初始化的演進思考

問題：實例化後直接讀 `Capacity` 會拋出 `NullReferenceException`

keys 未初始化，無法存取 Length。

方案比較

方案	代碼	優點	缺點
宣告時初始化空陣列	`private TKey[] keys = new TKey[0];`	簡單可行	一聲明即成垃圾，感覺不潔
預設給固定容量（如 4）	`private TKey[] keys = new TKey[4];`	避免頻繁擴容	浪費 4 個槽位空間，違背完美主義
靜態共享空陣列（採用）	`private static TKey[] emptyKeys;`	全程序僅一份空陣列，零浪費、零重複分配	需在靜態建構子初始化

最終初始化模式

#region 成員變數
private TKey[] keys;
private TValue[] values;
private static TKey[] emptyKeys;
private static TValue[] emptyValues;
#endregion

#region 建構子
static ReversibleSortedList() // 靜態建構子（型別建構子）
{
    emptyKeys = new TKey[0];
    emptyValues = new TValue[0];
}

public ReversibleSortedList() // 實例建構子
{
    this.keys = emptyKeys;
    this.values = emptyValues;
}
#endregion

public int Capacity => this.keys.Length;

驗證測試

public class Test
{
    static void Main()
    {
        var rs = new ReversibleSortedList<int, string>();
        Console.WriteLine(rs.Capacity); // 輸出 0
    }
}

執行結果：0 —— 完美運作，無例外、無多餘分配。