C＃の双方向/双方向辞書？

Question

次の方法で単語を辞書に保存したい：

WordでWordコードを取得できます：dict["SomeWord"]-> 123およびWordコードごとにWordを取得：dict[123]-> "SomeWord"

本当ですか？もちろん、それを行う1つの方法は2つの辞書です：Dictionary<string,int>およびDictionary<int,string>しかし、別の方法はありますか？

Answer 1

あなたがやりたいことをできるようにする簡単なクラスをいくつか書いた。おそらくより多くの機能で拡張する必要がありますが、それは良い出発点です。

コードの使用は次のようになります。

var map = new Map<int, string>();

map.Add(42, "Hello");

Console.WriteLine(map.Forward[42]);
// Outputs "Hello"

Console.WriteLine(map.Reverse["Hello"]);
//Outputs 42

定義は次のとおりです。

public class Map<T1, T2>
{
    private Dictionary<T1, T2> _forward = new Dictionary<T1, T2>();
    private Dictionary<T2, T1> _reverse = new Dictionary<T2, T1>();

    public Map()
    {
        this.Forward = new Indexer<T1, T2>(_forward);
        this.Reverse = new Indexer<T2, T1>(_reverse);
    }

    public class Indexer<T3, T4>
    {
        private Dictionary<T3, T4> _dictionary;
        public Indexer(Dictionary<T3, T4> dictionary)
        {
            _dictionary = dictionary;
        }
        public T4 this[T3 index]
        {
            get { return _dictionary[index]; }
            set { _dictionary[index] = value; }
        }
    }

    public void Add(T1 t1, T2 t2)
    {
        _forward.Add(t1, t2);
        _reverse.Add(t2, t1);
    }

    public Indexer<T1, T2> Forward { get; private set; }
    public Indexer<T2, T1> Reverse { get; private set; }
}

Answer 2

残念ながら、各方向に1つずつ、2つの辞書が必要です。ただし、LINQを使用して逆辞書を簡単に取得できます。

Dictionary<T1, T2> dict = new Dictionary<T1, T2>();
Dictionary<T2, T1> dictInverse = dict.ToDictionary((i) => i.Value, (i) => i.Key);

Answer 3

InitializesおよびContainsメソッドを追加することにより、Enigmativityコードを拡張しました。

public class Map<T1, T2> : IEnumerable<KeyValuePair<T1, T2>>
{
    private readonly Dictionary<T1, T2> _forward = new Dictionary<T1, T2>();
    private readonly Dictionary<T2, T1> _reverse = new Dictionary<T2, T1>();

    public Map()
    {
        Forward = new Indexer<T1, T2>(_forward);
        Reverse = new Indexer<T2, T1>(_reverse);
    }

    public Indexer<T1, T2> Forward { get; private set; }
    public Indexer<T2, T1> Reverse { get; private set; }

    public void Add(T1 t1, T2 t2)
    {
        _forward.Add(t1, t2);
        _reverse.Add(t2, t1);
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return GetEnumerator();
    }

    public IEnumerator<KeyValuePair<T1, T2>> GetEnumerator()
    {
        return _forward.GetEnumerator();
    }

    public class Indexer<T3, T4>
    {
        private readonly Dictionary<T3, T4> _dictionary;

        public Indexer(Dictionary<T3, T4> dictionary)
        {
            _dictionary = dictionary;
        }

        public T4 this[T3 index]
        {
            get { return _dictionary[index]; }
            set { _dictionary[index] = value; }
        }

        public bool Contains(T3 key)
        {
            return _dictionary.ContainsKey(key);
        }
    }
}

ここにユースケースがあります、有効な括弧を確認してください

public static class ValidParenthesisExt
{
    private static readonly Map<char, char>
        _parenthesis = new Map<char, char>
        {
            {'(', ')'},
            {'{', '}'},
            {'[', ']'}
        };

    public static bool IsValidParenthesis(this string input)
    {
        var stack = new Stack<char>();
        foreach (var c in input)
        {
            if (_parenthesis.Forward.Contains(c))
                stack.Push(c);
            else
            {
                if (stack.Count == 0) return false;
                if (_parenthesis.Reverse[c] != stack.Pop())
                    return false;
            }
        }
        return stack.Count == 0;
    }
}

Answer 4

他の人が言ったように、2つの辞書を使用できますが、TKeyとTValueの両方が同じ型である場合（およびそれらのランタイム値ドメインが互いに素であることがわかっている場合）キーと値のペアごとに2つのエントリを作成して、同じ辞書を使用します。

dict["SomeWord"]= "123"およびdict["123"]="SomeWord"

これにより、単一の辞書をどちらのタイプの検索にも使用できます。

Answer 5

一体、私のバージョンをミックスに投入します。

public class BijectiveDictionary<TKey, TValue> 
{
    private EqualityComparer<TKey> _keyComparer;
    private Dictionary<TKey, ISet<TValue>> _forwardLookup;
    private EqualityComparer<TValue> _valueComparer;
    private Dictionary<TValue, ISet<TKey>> _reverseLookup;             

    public BijectiveDictionary()
        : this(EqualityComparer<TKey>.Default, EqualityComparer<TValue>.Default)
    {
    }

    public BijectiveDictionary(EqualityComparer<TKey> keyComparer, EqualityComparer<TValue> valueComparer)
        : this(0, EqualityComparer<TKey>.Default, EqualityComparer<TValue>.Default)
    {
    }

    public BijectiveDictionary(int capacity, EqualityComparer<TKey> keyComparer, EqualityComparer<TValue> valueComparer)
    {
        _keyComparer = keyComparer;
        _forwardLookup = new Dictionary<TKey, ISet<TValue>>(capacity, keyComparer);            
        _valueComparer = valueComparer;
        _reverseLookup = new Dictionary<TValue, ISet<TKey>>(capacity, valueComparer);            
    }

    public void Add(TKey key, TValue value)
    {
        AddForward(key, value);
        AddReverse(key, value);
    }

    public void AddForward(TKey key, TValue value)
    {
        ISet<TValue> values;
        if (!_forwardLookup.TryGetValue(key, out values))
        {
            values = new HashSet<TValue>(_valueComparer);
            _forwardLookup.Add(key, values);
        }
        values.Add(value);
    }

    public void AddReverse(TKey key, TValue value) 
    {
        ISet<TKey> keys;
        if (!_reverseLookup.TryGetValue(value, out keys))
        {
            keys = new HashSet<TKey>(_keyComparer);
            _reverseLookup.Add(value, keys);
        }
        keys.Add(key);
    }

    public bool TryGetReverse(TValue value, out ISet<TKey> keys)
    {
        return _reverseLookup.TryGetValue(value, out keys);
    }

    public ISet<TKey> GetReverse(TValue value)
    {
        ISet<TKey> keys;
        TryGetReverse(value, out keys);
        return keys;
    }

    public bool ContainsForward(TKey key)
    {
        return _forwardLookup.ContainsKey(key);
    }

    public bool TryGetForward(TKey key, out ISet<TValue> values)
    {
        return _forwardLookup.TryGetValue(key, out values);
    }

    public ISet<TValue> GetForward(TKey key)
    {
        ISet<TValue> values;
        TryGetForward(key, out values);
        return values;
    }

    public bool ContainsReverse(TValue value)
    {
        return _reverseLookup.ContainsKey(value);
    }

    public void Clear()
    {
        _forwardLookup.Clear();
        _reverseLookup.Clear();
    }
}

データを追加します。

var lookup = new BijectiveDictionary<int, int>();

lookup.Add(1, 2);
lookup.Add(1, 3);
lookup.Add(1, 4);
lookup.Add(1, 5);

lookup.Add(6, 2);
lookup.Add(6, 8);
lookup.Add(6, 9);
lookup.Add(6, 10);

次に、ルックアップを実行します。

lookup[2] --> 1, 6
lookup[3] --> 1
lookup[8] --> 6

Answer 6

この拡張メソッドを使用できますが、列挙を使用するため、大規模なデータセットに対してパフォーマンスが劣る場合があります。効率が心配な場合は、2つの辞書が必要です。 2つのディクショナリを1つのクラスにラップする場合は、この質問に対して受け入れられている答えを参照してください。 C＃の双方向1対1ディクショナリ

public static class IDictionaryExtensions
{
    public static TKey FindKeyByValue<TKey, TValue>(this IDictionary<TKey, TValue> dictionary, TValue value)
    {
        if (dictionary == null)
            throw new ArgumentNullException("dictionary");

        foreach (KeyValuePair<TKey, TValue> pair in dictionary)
            if (value.Equals(pair.Value)) return pair.Key;

        throw new Exception("the value is not found in the dictionary");
    }
}

Answer 7

これが私のコードです。シードされたコンストラクタを除き、すべてはO(1)です。

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

public class TwoWayDictionary<T1, T2>
{
    Dictionary<T1, T2> _Forwards = new Dictionary<T1, T2>();
    Dictionary<T2, T1> _Backwards = new Dictionary<T2, T1>();

    public IReadOnlyDictionary<T1, T2> Forwards => _Forwards;
    public IReadOnlyDictionary<T2, T1> Backwards => _Backwards;

    public IEnumerable<T1> Set1 => Forwards.Keys;
    public IEnumerable<T2> Set2 => Backwards.Keys;


    public TwoWayDictionary()
    {
        _Forwards = new Dictionary<T1, T2>();
        _Backwards = new Dictionary<T2, T1>();
    }

    public TwoWayDictionary(int capacity)
    {
        _Forwards = new Dictionary<T1, T2>(capacity);
        _Backwards = new Dictionary<T2, T1>(capacity);
    }

    public TwoWayDictionary(Dictionary<T1, T2> initial)
    {
        _Forwards = initial;
        _Backwards = initial.ToDictionary(kvp => kvp.Value, kvp => kvp.Key);
    }

    public TwoWayDictionary(Dictionary<T2, T1> initial)
    {
        _Backwards = initial;
        _Forwards = initial.ToDictionary(kvp => kvp.Value, kvp => kvp.Key);
    }


    public T1 this[T2 index]
    {
        get => _Backwards[index];
        set
        {
            if (_Backwards.TryGetValue(index, out var removeThis))
                _Forwards.Remove(removeThis);

            _Backwards[index] = value;
            _Forwards[value] = index;
        }
    }

    public T2 this[T1 index]
    {
        get => _Forwards[index];
        set
        {
            if (_Forwards.TryGetValue(index, out var removeThis))
                _Backwards.Remove(removeThis);

            _Forwards[index] = value;
            _Backwards[value] = index;
        }
    }

    public int Count => _Forwards.Count;

    public bool Contains(T1 item) => _Forwards.ContainsKey(item);
    public bool Contains(T2 item) => _Backwards.ContainsKey(item);

    public bool Remove(T1 item)
    {
        if (!this.Contains(item))
            return false;

        var t2 = _Forwards[item];

        _Backwards.Remove(t2);
        _Forwards.Remove(item);

        return true;
    }

    public bool Remove(T2 item)
    {
        if (!this.Contains(item))
            return false;

        var t1 = _Backwards[item];

        _Forwards.Remove(t1);
        _Backwards.Remove(item);

        return true;
    }

    public void Clear()
    {
        _Forwards.Clear();
        _Backwards.Clear();
    }
}

Answer 8

これは古い問題ですが、だれかが便利だと思う場合に備えて、2つの拡張メソッドを追加したかったのです。 2番目はあまり有用ではありませんが、1対1の辞書をサポートする必要がある場合の出発点となります。

    public static Dictionary<VALUE,KEY> Inverse<KEY,VALUE>(this Dictionary<KEY,VALUE> dictionary)
    {
        if (dictionary==null || dictionary.Count == 0) { return null; }

        var result = new Dictionary<VALUE, KEY>(dictionary.Count);

        foreach(KeyValuePair<KEY,VALUE> entry in dictionary)
        {
            result.Add(entry.Value, entry.Key);
        }

        return result;
    }

    public static Dictionary<VALUE, KEY> SafeInverse<KEY, VALUE>(this Dictionary<KEY, VALUE> dictionary)
    {
        if (dictionary == null || dictionary.Count == 0) { return null; }

        var result = new Dictionary<VALUE, KEY>(dictionary.Count);

        foreach (KeyValuePair<KEY, VALUE> entry in dictionary)
        {
            if (result.ContainsKey(entry.Value)) { continue; }

            result.Add(entry.Value, entry.Key);
        }

        return result;
    }

Answer 9

Xavier Johnの答えの修正版。比較演算子をフォワードおよびリバースするためのコンストラクターが追加されています。これは、たとえば、大文字と小文字を区別しないキーをサポートします。必要に応じて、コンストラクターを追加して、前方および後方の辞書コンストラクターにさらに引数を渡すことができます。

public class Map<T1, T2> : IEnumerable<KeyValuePair<T1, T2>>
{
    private readonly Dictionary<T1, T2> _forward;
    private readonly Dictionary<T2, T1> _reverse;

    /// <summary>
    /// Constructor that uses the default comparers for the keys in each direction.
    /// </summary>
    public Map()
        : this(null, null)
    {
    }

    /// <summary>
    /// Constructor that defines the comparers to use when comparing keys in each direction.
    /// </summary>
    /// <param name="t1Comparer">Comparer for the keys of type T1.</param>
    /// <param name="t2Comparer">Comparer for the keys of type T2.</param>
    /// <remarks>Pass null to use the default comparer.</remarks>
    public Map(IEqualityComparer<T1> t1Comparer, IEqualityComparer<T2> t2Comparer)
    {
        _forward = new Dictionary<T1, T2>(t1Comparer);
        _reverse = new Dictionary<T2, T1>(t2Comparer);
        Forward = new Indexer<T1, T2>(_forward);
        Reverse = new Indexer<T2, T1>(_reverse);
    }

    // Remainder is the same as Xavier John's answer:
    // https://stackoverflow.com/a/41907561/216440
    ...
}

大文字と小文字を区別しないキーを使用した使用例：

Map<int, string> categories = 
new Map<int, string>(null, StringComparer.CurrentCultureIgnoreCase)
{
    { 1, "Bedroom Furniture" },
    { 2, "Dining Furniture" },
    { 3, "Outdoor Furniture" }, 
    { 4, "Kitchen Appliances" }
};

int categoryId = 3;
Console.WriteLine("Description for category ID {0}: '{1}'", 
    categoryId, categories.Forward[categoryId]);

string categoryDescription = "DINING FURNITURE";
Console.WriteLine("Category ID for description '{0}': {1}", 
    categoryDescription, categories.Reverse[categoryDescription]);

categoryDescription = "outdoor furniture";
Console.WriteLine("Category ID for description '{0}': {1}", 
    categoryDescription, categories.Reverse[categoryDescription]);

// Results:
/*
Description for category ID 3: 'Outdoor Furniture'
Category ID for description 'DINING FURNITURE': 2
Category ID for description 'outdoor furniture': 3
*/

Answer 10

辞書

以下に、各回答で気に入ったものを紹介します。 IEnumerableを実装しているため、例でわかるように、コレクション初期化子を使用できます。

使用制限：

• 異なるデータ型を使用しています。 （つまり、T1≠T2）

コード：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        Bictionary<string, int> bictionary = 
            new Bictionary<string,int>() {
                { "a",1 }, 
                { "b",2 }, 
                { "c",3 } 
            };

        // test forward lookup
        Console.WriteLine(bictionary["b"]);
        // test forward lookup error
        //Console.WriteLine(bictionary["d"]);
        // test reverse lookup
        Console.WriteLine(bictionary[3]); 
        // test reverse lookup error (throws same error as forward lookup does)
        Console.WriteLine(bictionary[4]); 
    }
}

public class Bictionary<T1, T2> : Dictionary<T1, T2>
{
    public T1 this[T2 index]
    {
        get
        {
            if(!this.Any(x => x.Value.Equals(index)))
               throw new System.Collections.Generic.KeyNotFoundException();
            return this.First(x => x.Value.Equals(index)).Key;
        }
    }
}

フィドル：

https://dotnetfiddle.net/mTNEuw

Answer 11

これは、逆ルックアップにインデクサーを使用します。
逆引きはO(n)ですが、2つの辞書を使用しません

public sealed class DictionaryDoubleKeyed : Dictionary<UInt32, string>
{   // used UInt32 as the key as it has a perfect hash
    // if most of the lookup is by Word then swap
    public void Add(UInt32 ID, string Word)
    {
        if (this.ContainsValue(Word)) throw new ArgumentException();
        base.Add(ID, Word);
    }
    public UInt32 this[string Word]
    {   // this will be O(n)
        get
        {
            return this.FirstOrDefault(x => x.Value == Word).Key;
        }
    } 
}

Answer 12

次のカプセル化クラスは、1つの辞書インスタンスでlinq（IEnumerable Extensions）を使用します。

public class TwoWayDictionary<TKey, TValue>
{
    readonly IDictionary<TKey, TValue> dict;
    readonly Func<TKey, TValue> GetValueWhereKey;
    readonly Func<TValue, TKey> GetKeyWhereValue;
    readonly bool _mustValueBeUnique = true;

    public TwoWayDictionary()
    {
        this.dict = new Dictionary<TKey, TValue>();
        this.GetValueWhereKey = (strValue) => dict.Where(kvp => Object.Equals(kvp.Key, strValue)).Select(kvp => kvp.Value).FirstOrDefault();
        this.GetKeyWhereValue = (intValue) => dict.Where(kvp => Object.Equals(kvp.Value, intValue)).Select(kvp => kvp.Key).FirstOrDefault();
    }

    public TwoWayDictionary(KeyValuePair<TKey, TValue>[] kvps)
        : this()
    {
        this.AddRange(kvps);
    }

    public void AddRange(KeyValuePair<TKey, TValue>[] kvps)
    {
        kvps.ToList().ForEach( kvp => {        
            if (!_mustValueBeUnique || !this.dict.Any(item => Object.Equals(item.Value, kvp.Value)))
            {
                dict.Add(kvp.Key, kvp.Value);
            } else {
                throw new InvalidOperationException("Value must be unique");
            }
        });
    }

    public TValue this[TKey key]
    {
        get { return GetValueWhereKey(key); }
    }

    public TKey this[TValue value]
    {
        get { return GetKeyWhereValue(value); }
    }
}

---

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var dict = new TwoWayDictionary<string, int>(new KeyValuePair<string, int>[] {
            new KeyValuePair<string, int>(".jpeg",100),
            new KeyValuePair<string, int>(".jpg",101),
            new KeyValuePair<string, int>(".txt",102),
            new KeyValuePair<string, int>(".Zip",103)
        });


        var r1 = dict[100];
        var r2 = dict[".jpg"];

    }

}

Answer 13

提案されたソリューションの代替ソリューションを次に示します。アイテムを追加/削除するときに内部クラスを削除し、一貫性を保証しました

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;

public class Map<E, F> : IEnumerable<KeyValuePair<E, F>>
{
    private readonly Dictionary<E, F> _left = new Dictionary<E, F>();
    public IReadOnlyDictionary<E, F> left => this._left;
    private readonly Dictionary<F, E> _right = new Dictionary<F, E>();
    public IReadOnlyDictionary<F, E> right => this._right;

    public void RemoveLeft(E e)
    {
        if (!this.left.ContainsKey(e)) return;
        this._right.Remove(this.left[e]);
        this._left.Remove(e);
    }

    public void RemoveRight(F f)
    {
        if (!this.right.ContainsKey(f)) return;
        this._left.Remove(this.right[f]);
        this._right.Remove(f);
    }

    public int Count()
    {
        return this.left.Count;
    }

    public void Set(E left, F right)
    {
        if (this.left.ContainsKey(left))
        {
            this.RemoveLeft(left);
        }
        if (this.right.ContainsKey(right))
        {
            this.RemoveRight(right);
        }
        this._left.Add(left, right);
        this._right.Add(right, left);
    }


    public IEnumerator<KeyValuePair<E, F>> GetEnumerator()
    {
        return this.left.GetEnumerator();
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return this.left.GetEnumerator();
    }
}