Array 与 List<T>：何时使用哪个？

Question

MyClass[] array;
List<MyClass> list;

在哪些情况下一种优于另一种？为什么？

Answer 1

实际上，您很少会想要使用数组。任何时候你想添加/删除数据时都一定要使用List<T>，因为调整数组大小很昂贵。如果您知道数据是固定长度的，并且您想出于某些非常具体的原因（在基准测试之后）进行微优化，那么数组可能会很有用。

List<T> 提供了比数组更多的功能很多（尽管 LINQ 稍微平衡了一点），而且几乎总是正确的选择。当然，params 参数除外。 ;-p

作为计数器 - List<T> 是一维的；其中，您有像 int[,] 或 string[,,] 这样的矩形（等）数组 - 但还有其他方法可以在对象模型中对此类数据进行建模（如果需要）。

另见：

• How/When to abandon the use of Arrays in c#.net?
• Arrays, What's the point?

也就是说，我在protobuf-net 项目中大量使用了数组；完全是为了性能：

• 它会进行大量位移，因此byte[] 对编码非常重要；
• 我使用本地滚动byte[] 缓冲区，在向下发送到底层流（和 v.v.）之前填充该缓冲区；比BufferedStream 等更快；
• 它在内部使用基于数组的对象模型（Foo[] 而不是List<Foo>），因为一旦构建，大小就固定了，并且需要非常快。

但这绝对是个例外；对于一般业务线处理，List<T> 每次都会获胜。

Answer 2

真的只是回答添加一个我很惊讶的链接还没有被提及：Eric 的 Lippert 在"Arrays considered somewhat harmful." 上的博客条目

您可以从标题中判断出它建议在任何可行的地方使用集合 - 但正如 Marc 正确指出的那样，在很多地方数组确实是唯一实用的解决方案。

Answer 3

尽管其他答案推荐 List<T>，但您在处理时仍需要使用数组：

• 图像位图数据
• 其他低级数据结构（即网络协议）

Answer 4

除非你真的关心性能，我的意思是，“你为什么使用 .Net 而不是 C++？”你应该坚持使用 List。它更易于维护，并为您完成了在后台调整数组大小的所有繁琐工作。 （如有必要，List 在选择数组大小方面非常聪明，因此通常不需要。）

Answer 5

当集合本身的不变性是客户端和提供者代码之间合同的一部分（不一定是集合中的项目的不变性）并且当 IEnumerable 时，

应该优先使用数组而不是 List不适合。

例如，

var str = "This is a string";
var strChars = str.ToCharArray();  // returns array

很明显，修改“strChars”不会改变原来的“str”对象，不管“str”的底层类型的实现级知识。

但是假设

var str = "This is a string";
var strChars = str.ToCharList();  // returns List<char>
strChars.Insert(0, 'X');

在这种情况下，仅从 code-sn-p 并不清楚插入方法是否会改变原始的“str”对象。它需要 String 的实现级别知识才能做出决定，这打破了按合同设计的方法。在 String 的情况下，这没什么大不了的，但在几乎所有其他情况下它都可能是个大问题。将列表设置为只读确实有帮助，但会导致运行时错误，而不是编译时错误。

Answer 6

如果我确切地知道我需要多少个元素，比如我需要 5 个元素并且只有 ever 5 个元素，那么我会使用一个数组。否则我只使用 List.

Answer 7

大多数时候，使用List 就足够了。 List 使用内部数组来处理其数据，并在向List 添加的元素超过其当前容量时自动调整数组大小，这比您需要知道容量的数组更易于使用提前。

有关 C# 中的列表的更多信息，请参阅 http://msdn.microsoft.com/en-us/library/ms379570(v=vs.80).aspx#datastructures20_1_topic5 或直接反编译 System.Collections.Generic.List<T>。

如果您需要多维数据（例如使用矩阵或图形编程），您可能会使用array。

与往常一样，如果内存或性能是一个问题，请测量它！否则你可能会对代码做出错误的假设。

Answer 8

数组与。列表是一个经典的可维护性与性能问题。几乎所有开发人员都遵循的经验法则是，您应该同时兼顾两者，但是当它们发生冲突时，请选择可维护性而不是性能。该规则的例外情况是性能已经被证明是一个问题。如果你把这个原则带到 Arrays Vs.列表，那么你得到的是这样的：

使用强类型列表，直到遇到性能问题。如果您遇到性能问题，请决定退出阵列是否会在性能方面对您的解决方案有益，而不是在维护方面对您的解决方案不利。

Answer 9

另一种尚未提及的情况是当一个人有大量项目时，每个项目都由一组固定的相关但独立的变量粘在一起（例如，点的坐标，或 3d 的顶点）三角形）。暴露字段结构的数组将允许其元素被有效地“就地”修改——这是任何其他集合类型都无法实现的。因为结构数组在 RAM 中连续保存其元素，所以对数组元素的顺序访问可以非常快。在代码需要对数组进行多次顺序传递的情况下，结构数组的性能可能比数组或其他类对象引用集合的性能高出 2:1；此外，就地更新元素的能力可能使结构数组的性能优于任何其他类型的结构集合。

虽然数组不可调整大小，但让代码存储数组引用以及正在使用的元素数量并根据需要将数组替换为更大的数组并不难。或者，可以轻松地为一种行为类似于List<T> 但暴露其后备存储的类型编写代码，从而允许使用MyPoints.Add(nextPoint); 或MyPoints.Items[23].X += 5;。请注意，如果代码尝试访问列表末尾之外的内容，后者不一定会引发异常，但在概念上的用法与 List<T> 非常相似。

Answer 10

.NET 中的列表是数组的包装器，并在内部使用数组。列表操作的时间复杂度与数组相同，但是所有添加的功能/列表的易用性（例如自动调整大小和列表类附带的方法）都会产生更多开销。几乎，我建议在所有情况下都使用列表，除非有令人信服的理由不这样做，例如，如果您需要编写极其优化的代码，或者正在使用其他围绕构建的代码数组。

Answer 11

因为没有人提到：在 C# 中，数组就是一个列表。 MyClass[] 和 List<MyClass> 都实现了 IList<MyClass>。 （例如 void Foo(IList<int> foo) 可以被称为 Foo(new[] { 1, 2, 3 }) 或 Foo(new List<int> { 1, 2, 3 }) ）

因此，如果您正在编写一个接受 List<MyClass> 作为参数但仅使用部分功能的方法，您可能需要声明为 IList<MyClass>，以方便调用者。

详情：

• Why array implements IList?
• How do arrays in C# partially implement IList<T>?

Answer 12

与其比较每种数据类型的特性，我认为最实用的答案是“差异对于您需要完成的工作可能并不那么重要，特别是因为它们都实现了IEnumerable，所以遵循流行的惯例并使用List，直到你有理由不这样做，此时你可能有理由使用数组而不是List。”

在托管代码中的大部分时间，您会希望集合尽可能易于使用，而不是担心微优化。

Answer 13

它们可能不受欢迎，但我是游戏项目中的数组的粉丝。 - 在某些情况下，迭代速度可能很重要，如果您对每个元素做的不多，则数组上的 foreach 开销会显着减少 - 使用辅助函数添加和删除并不难 - 它的速度较慢，但​​在您只构建一次的情况下可能无关紧要 - 在大多数情况下，浪费的额外内存更少（仅对结构数组非常重要） - 稍微减少垃圾和指针和指针追逐

话虽如此，我在实践中使用 List 的次数远多于 Arrays，但它们各有所长。

如果 List 有一个内置类型，那就太好了，这样他们就可以优化包装器和枚举开销。

Answer 14

填充列表比填充数组更容易。对于数组，您需要知道数据的确切长度，但对于列表，数据大小可以是任意的。并且，您可以将列表转换为数组。

List<URLDTO> urls = new List<URLDTO>();

urls.Add(new URLDTO() {
    key = "wiki",
    url = "https://...",
});

urls.Add(new URLDTO()
{
    key = "url",
    url = "http://...",
});

urls.Add(new URLDTO()
{
    key = "dir",
    url = "https://...",
});

// convert a list into an array: URLDTO[]
return urls.ToArray();

Answer 15

请记住，使用 List 无法做到这一点：

List<string> arr = new List<string>();

arr.Add("string a");
arr.Add("string b");
arr.Add("string c");
arr.Add("string d");

arr[10] = "new string";

它会产生一个异常。

用数组代替：

string[] strArr = new string[20];

strArr[0] = "string a";
strArr[1] = "string b";
strArr[2] = "string c";
strArr[3] = "string d";

strArr[10] = "new string";

但是对于数组，没有自动调整数据结构的大小。您必须手动或使用 Array.Resize 方法来管理它。

一个技巧可以是用一个空数组初始化一个 List。

List<string> arr = new List<string>(new string[100]);

arr[10] = "new string";

但是在这种情况下，如果您使用 Add 方法放置一个新元素，它将被注入到 List 的末尾。

List<string> arr = new List<string>(new string[100]);

arr[10] = "new string";

arr.Add("bla bla bla"); // this will be in the end of List

Answer 16

这完全取决于需要数据结构的上下文。例如，如果您正在创建项目以供其他功能或服务使用，则使用 List 是完成它的完美方式。

现在，如果您有一个项目列表并且只想显示它们，比如说在网页数组上是您需要使用的容器。