<ref-law> (Kompensation von Mehrzeitleistungen), hat sich ergeben:
A.- Dr. med. A._ arbeitete vom 1. Februar 1997 bis 31. Januar 1999 als Assistenzarzt am Spital Limmattal.
Mit Schreiben vom 26. Februar 1999 machte er eine Entschädigung für 84 "auf der Basis der 55 Stundenwoche" geleistete Überstunden sowie den Ausgleich von 31 Tagen nicht gewährter Ruhe- und Feiertage geltend. Das Spital anerkannte die Ruhetagsforderung, eine Vergütung der Überstunden lehnte es indessen mit Verfügung vom 24. März 2000 ab.
B.- A._ focht diese Verfügung bei der Gesundheitsdirektion des Kantons Zürich an, mit dem Antrag, ihm auf Grund der geleisteten 84 Überstunden einen Betrag von Fr. 2'264. 65 netto auszuzahlen. Die Gesundheitsdirektion überwies die Sache zuständigkeitshalber an den Bezirksrat Dietikon. Dieser wies den Rekurs am 13. Dezember 2000 ab.
Die hiergegen gerichtete Beschwerde wies der Einzelrichter der 4. Abteilung des Verwaltungsgerichts des Kanton Zürich am 15. August 2001 ab.
C.- Gegen diesen Entscheid führt A._ mit Eingabe vom 10. September 2001 staatsrechtliche Beschwerde beim Bundesgericht. Er rügt eine Verletzung von <ref-law> (Willkürverbot) und beantragt, den Entscheid des Einzelrichters am Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Abteilung, vom 15. August 2001 aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung "an die Vorinstanz" zurückzuweisen.
D.- Das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Abteilung, beantragt, die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Der Spitalverband Limmattal und der Bezirksrat Dietikon haben sich nicht vernehmen lassen.

Das Bundesgericht zieht in Erwägung:
1.- a) Die staatsrechtliche Beschwerde ist von hier nicht zutreffenden Ausnahmen abgesehen rein kassatorischer Natur. Soweit darin mehr verlangt wird als die Aufhebung des Entscheids des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 15. August 2001, kann auf die vorliegende Beschwerde daher nicht eingetreten werden (<ref-ruling> E. 8c S. 395, mit Hinweis).
b) Nach Art. 90 Abs. 1 lit. b OG muss die Beschwerdeschrift die wesentlichen Tatsachen und eine kurz gefasste Darlegung darüber enthalten, welche verfassungsmässigen Rechte bzw. welche Rechtssätze und inwiefern sie durch den angefochtenen Erlass oder Entscheid verletzt worden sind.
Das Bundesgericht untersucht nicht von Amtes wegen, ob ein kantonaler Hoheitsakt verfassungswidrig ist, sondern prüft nur rechtsgenügend vorgebrachte, klar erhobene und, soweit möglich, belegte Rügen (<ref-ruling> E. 2 S. 3/4; <ref-ruling> E. 1d S. 201; <ref-ruling> E. 1h S. 352; <ref-ruling> E. 1b S. 495). Der Beschwerdeführer hat sich mit der Begründung im angefochtenen Entscheid im Einzelnen zu befassen und zu erklären, welches verfassungsmässige Individualrecht verletzt worden sein soll. Auf bloss allgemein gehaltene, appellatorische Kritik tritt das Bundesgericht nicht ein (<ref-ruling> E. b; <ref-ruling> E. 1c S. 395). Rügt der Beschwerdeführer, wie hier, eine Verletzung des Willkürverbots, kann er sich nicht damit begnügen, den angefochtenen Entscheid einfach als willkürlich zu bezeichnen; er hat vielmehr anhand der angefochtenen Subsumtion im Einzelnen darzulegen, inwiefern der Entscheid an einem qualifizierten und offensichtlichen Mangel leidet (<ref-ruling> E. 4b S. 11/12). Es ist fraglich, ob die vorliegende Eingabe diesen Anforderungen immer nachkommt; die Frage kann indessen offen bleiben, da sich der angefochtene Entscheid auch bei einer materiellen Prüfung nicht als willkürlich erweist.
2.- Gemäss § 12 Abs. 1 der hier noch anwendbaren Verordnung über das Dienstverhältnis der Angestellten der Verwaltung vom 26. Juni 1991 (Angestelltenverordnung) beträgt die durchschnittliche Höchstarbeitszeit der Assistenzärzte im Kanton Zürich 55 Stunden in der Woche, 692 Stunden im Quartal oder 2770 Stunden im Jahr. Die durchschnittliche längste Präsenzzeit beträgt 65 Stunden in der Woche, 818 Stunden im Quartal oder 3270 Stunden im Jahr (§ 12 Abs. 2 Angestelltenverordnung). Die Kompensationsansprüche bei längeren Dienstzeiten und deren Umschreibung hat der Regierungsrat des Kantons Zürich gemäss § 12 Abs. 3 der Angestelltenverordnung mit besonderem Beschluss zu regeln. Gemäss Ziffer 4.1 des Regierungsratsbeschlusses Nr. 1950 aus dem Jahre 1989 sind Überschreitungen der maximalen effektiven Arbeitszeit im Verhältnis 1:1 zu kompensieren. Dabei sind Kompensationsansprüche von über 10 Stunden nach Möglichkeit in vollen Tagen zu kompensieren. Die Kompensation der Überschreitungen hat quartalsweise zu erfolgen, spätestens im folgenden Quartal. Gemäss Ziffer 4.2. desselben Beschlusses können in Ausnahmefällen, in denen eine Kompensation nicht möglich ist, weil der effektive Bestand an Assistenzärzten nicht dem Sollbestand entspricht, anstelle der Kompensation Entschädigungen in der Höhe von 1/2770 der individuellen Jahresbesoldung je Stunde ausbezahlt werden. Die Auszahlung solcher Entschädigungen ist der Gesundheitsdirektion quartalsweise mit Begründung zu melden.
3.-a) Der Beschwerdeführer hat im dritten, im fünften und im sechsten Quartal seiner Anstellungszeit als Assistenzarzt beim Beschwerdegegner mehr, in den übrigen 5 Quartalen jedoch weniger als 55 Stunden pro Woche gearbeitet.
Die kantonalen Instanzen haben die insgesamt 84 Stunden mehr daher mit den total 252, 5 Stunden weniger geleisteter Arbeit verrechnet. Der Beschwerdeführer erachtet diese Verrechnung als willkürlich, zumal im Kanton Zürich für Assistenzärzte nur eine "Höchst-", nicht jedoch auch eine "Mindest-" resp.
eine "Normal-" oder "Pflichtarbeitszeit" umschrieben sei und eine Auszahlung der Entschädigung grundsätzlich quartalsweise zu erfolgen habe.
b) Nach der bundesgerichtlichen Rechtsprechung liegt Willkür nicht schon dann vor, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, sondern bloss, wenn der angefochtene Entscheid klares Recht grob verletzt. Das Bundesgericht hebt einen kantonalen Entscheid wegen materieller Rechtsverweigerung nur auf, wenn er offensichtlich unhaltbar ist, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 5b S. 134). Dagegen ist Willkür nicht schon zu bejahen, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre (<ref-ruling> E. 4a S. 5; <ref-ruling> E. 3 S. 15, 129 E. 5b S. 134).
c) Es ist allgemein bekannt, dass Assistenzärzte, die vom persönlichen Geltungsbereich des Arbeitsgesetzes bezüglich der Arbeits- und Ruhezeitvorschriften ausgenommen sind (<ref-law>), regelmässig extrem lange arbeiten.
Wöchentliche Arbeitszeiten von über 60 Stunden resp. Präsenzzeiten von über 20 Stunden pro Tag sind weit verbreitet (so etwa auch Stellungnahme des Bundesrates vom 30. Mai 2001 zur Parlamentarischen Initiative "Menschenwürdige Arbeitsbedingungen für Assistenzärzte", publ. in BBl 2001 Nr. 47 S. 6098 ff., insbes. S. 6099 f.). Wenn das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich daher § 12 der Angestelltenverordnung dahingehend auslegt, dass die dort erwähnte durchschnittliche "Höchstarbeitszeit" von 55 Stunden in der Woche nicht nur der maximal zu leistenden, sondern grundsätzlich auch der Arbeitszeit entspricht, die ein Assistenzarzt im Kanton Zürich üblicherweise zu leisten verpflichtet ist, so steht dies weder mit der tatsächlichen Situation in klarem und offensichtlichem Widerspruch, noch wird dadurch eine Norm oder ein unumstrittener Rechtsgrundsatz krass verletzt.
Ist jedoch davon auszugehen, dass der Beschwerdeführer grundsätzlich dazu verpflichtet war, 55 Stunden pro Woche beziehungsweise die entsprechenden Stunden pro Quartal zu arbeiten, so erweist sich auch der vom Verwaltungsgericht gezogene Schluss, der Beschwerdeführer habe in denjenigen Quartalen, in denen er weniger als 55 Stunden pro Woche arbeitete, im Sinne von Ziffer 4.1 des Regierungsratsbeschlusses Nr. 1950 aus dem Jahre 1989 die von ihm in den anderen Quartalen in Überschreitung der üblichen Arbeitszeit geleisteten Stunden durch Freizeit kompensiert, nicht als offensichtlich unhaltbar. Dass der Beschwerdegegner dem Beschwerdeführer für die auch nach einer Verrechnung bestehende Differenz bzw. für die bei Annahme eines wöchentlichen "Pflichtpensums" von 55 Stunden nicht geleisteten 168 Stunden keine Rechnung stellte, ist dafür ohne Bedeutung.
d) Eine Verrechnung der sich hier gegenüberstehenden Arbeitszeitsaldi verstösst daher nicht gegen das vom Beschwerdeführer als verletzt gerügte Willkürverbot. Daran vermag auch die Tatsache nichts zu ändern, dass der Beschwerdeführer gemäss den für das Bundesgericht verbindlichen Sachverhaltsfeststellungen des Verwaltungsgerichts die im März 1998 mehr als 55 Stunden pro Woche geleisteten 5 1/2 Stunden erst im September desselben Jahres - somit aus seiner Sicht erst mit Stunden des übernächsten Quartals - kompensieren konnte: Die oben erwähnte Ziffer 4.1. des Regierungsratsbeschlusses Nr. 1950 aus dem Jahre 1989 sieht vor, dass die Kompensation von Arbeitszeitüberschreitungen quartalsweise, spätestens im folgenden Quartal zu erfolgen hat.
Es ist daher nicht offensichtlich unhaltbar, wenn das Verwaltungsgericht die Frage offen lässt, ob diese Regelung der Verrechnung über längere Zeiträume entgegensteht, und einzig festhält, die Kompensation könne zumindest innerhalb eines halben Jahres erfolgen, somit innerhalb einer Frist, die im vorliegenden Fall immer eingehalten worden sei.
4.- Die staatsrechtliche Beschwerde ist daher als unbegründet abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist.
Dem Ausgang des Verfahrens entsprechend sind die Kosten dem Beschwerdeführer aufzuerlegen (Art. 156 Abs. 1 in Verbindung mit Art. 153 und 153a OG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.- Die staatsrechtliche Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.- Die Gerichtsgebühr von Fr. 2'000.-- wird dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.- Dieses Urteil wird den Parteien und dem Bezirksrat Dietikon sowie dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 7. Dezember 2001
Im Namen der II. öffentlichrechtlichen Abteilung
des SCHWEIZERISCHEN BUNDESGERICHTS
Der Präsident:
Die Gerichtsschreiberin: