从列表中删除任何地方的特定值元素的最有效方法？ C＃

Question

编辑：本问题底部发布的不同技术的基准。

我有一个很大的List<int>，里面装满了整数。我想从List<int> 中删除所有出现的“3”。哪种技术最有效地做到这一点？我通常会使用.Remove(3) 扩展，直到它返回false，但我担心每次调用.Remove(3) 在内部都会不必要地循环整个List<int>。

编辑：建议在 cmets 中尝试

TheList = TheList.Where(x => x != 3).ToList();

但是我需要在不实例化新列表的情况下删除元素。

var TheList = new List<int> { 5, 7, 8, 2, 8, 3, 1, 0, 6, 3, 9, 3, 5, 2, 7, 9, 3, 5, 5, 1, 0, 4, 5, 3, 5, 8, 2, 3 };

//technique 1
//this technique has the shortest amount of code,
//but I fear that every time the Remove() method is called,
//the entire list is internally looped over again starting at index 0

while (TheList.Remove(3)) { }

//technique 2
//this technique is an attempt to keep the keep the list from
//being looped over every time an element is removed

for (var i = 0; i < TheList.Count; i++)
{
    if (TheList[i] == 3)
    {
        TheList.RemoveAt(i);
        i--;
    }
}

有没有更好的方法来做到这一点？

基准

我测试了三种技术以从具有 100,000 个元素的数组中删除 10,138：上面显示的两种，以及 Serg 在答案中推荐的一种。结果如下：

1. 'while' 循环：179.6808ms
2. 'for' 循环：65.5099 毫秒
3. 'RemoveAll' 谓词：0.5982 毫秒

基准代码：

var RNG = new Random();
//inclusive min and max random number
Func<int, int, int> RandomInt = delegate (int min, int max) { return RNG.Next(min - 1, max) + 1; };

var TheList = new List<int>();
var ThreeCount = 0;
for (var i = 0; i < 100000; i++)
{
    var TheInteger = RandomInt(0, 9);
    if (TheInteger == 3) { ThreeCount++; }
    TheList.Add(TheInteger);
}
var Technique1List = TheList.ToList();
var Technique2List = TheList.ToList();
var Technique3List = TheList.ToList();
<div style="background-color:aquamarine;color:#000000;">Time to remove @ThreeCount items</div>

//technique 1
var Technique1Stopwatch = Stopwatch.StartNew();
while (Technique1List.Remove(3)) { }
var Technique1Time = Technique1Stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds;
<div style="background-color:#ffffff;color:#000000;">Technique 1: @(Technique1Time)ms ('while' loop)</div>

//technique 2
var Technique2Stopwatch = Stopwatch.StartNew();
for (var i = 0; i < Technique2List.Count; i++)
{
    if (Technique2List[i] == 3)
    {
        Technique2List.RemoveAt(i);
        i--;
    }
}
var Technique2Time = Technique2Stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds;
<div style="background-color:#ffffff;color:#000000;">Technique 2: @(Technique2Time)ms ('for' loop)</div>

//technique 3
var Technique3Stopwatch = Stopwatch.StartNew();
var RemovedCount = Technique3List.RemoveAll(x => x == 3);
var Technique3Time = Technique3Stopwatch.Elapsed.TotalMilliseconds;
<div style="background-color:#ffffff;color:#000000;">Technique 3: @(Technique3Time)ms ('RemoveAll' predicate)</div>

Answer 1

您可以只使用 List<T>.RemoveAll 并传递您的谓词 - https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/api/system.collections.generic.list-1.removeall?view=net-6.0#System_Collections_Generic_List_1_RemoveAll_System_Predicate__0__ 。这保证了线性复杂度 O(list.Count)

TheList.RemoveAll(x=>x==3);

此外，RemoveAll 在内部执行一些特定于 GC 的事情，所以我认为在某些情况下，与简单的手工循环实现相比，这可能会提供一些额外的性能优势（但我不确定这里）。

如果你想自己做这一切，你可以查看RemoveAllhere的实现。一般来说，它只是一个while 循环，就像你的问题一样。

此外，正如我们从 GitHub 实现中看到的（以及评论中提到的 Jon Skeet），删除操作会导致列表的其余部分（第一个删除项目之后的所有项目）被复制（移动）到可用空间上，删除引起的。因此，如果您的列表非常庞大和/或想要频繁删除某些内容，您可以考虑切换到其他一些数据结构，例如链表。