List<T> 上 for/while 循环与 foreach 循环的性能

Question

有很多关于for 和foreach 循环在数组和IEnumerables 上的性能的帖子。不幸的是，它们主要处理与foreach 循环相关的开销，我找不到任何关于它们在链表上的性能的明确信息——或者更确切地说是List<T>。

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为简单起见，我将提出我的问题作为两个假设，并询问它们是否正确。

假设 1

当我运行以下代码时：

List<Foo> list = new List<Foo>();

//(list is filled here)

foreach (Foo f in list)
{
    f.baz();
}

循环迭代将像这样执行：

0：您有一个指向节点 0 的指针。在节点 0 的项目上调用 baz()。将指针移动到节点 0 之后的节点。

1：您有一个指向节点 1 的指针。在节点 1 的项目上调用 baz()。将指针移动到节点 1 之后的节点。

2：您有一个指向节点 2 的指针。在节点 2 的项目上调用 baz()。将指针移动到节点 2 之后的节点。

...

n：你有一个指向节点 n 的指针。在节点 n 的项目上调用 baz()。将指针移动到节点 n 之后的节点。

换句话说，上面的代码复杂度为 O(n)。

假设 2

当我运行以下代码时：

List<Foo> list = new List<Foo>();

//(list is filled here)

for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
    list[i].baz();
}

或以下代码：

List<Foo> list = new List<Foo>();

//(list is filled here)

int i = 0;
while (i < list.Count)
{
    list[i].baz();
    i++;
}

循环迭代将像这样执行：

0：你有一个指向list 的指针。从list 获取指向节点 0 的指针。在节点 0 的项目上调用 baz()。

1：您有一个指向list 的指针。从list 获取指向节点0 的指针。将指针移动到节点 0 之后的节点。在节点 1 的项目上调用 baz()。

2: 你有一个指向list 的指针。从list 获取指向节点 0 的指针。将指针移动到节点 0 之后的节点。将指针移动到节点 1 之后的节点。在节点 2 的项目上调用 baz()。

...

n：您有一个指向list 的指针。从list 获取指向节点0 的指针。将指针移动到节点 0 之后的节点。将指针移动到节点 1 之后的节点。将指针移动到节点 2 之后的节点。[...] 将指针移动到节点之后的节点（n-2 ）。将指针移动到节点 (n-1) 之后的节点。在节点 n 的项目上调用 baz()。

换句话说，上面的代码复杂度为 O(n²)。

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我的假设正确吗？

Answer 1

不，您的假设不正确。 List<T> 数据类型由数组而不是链接列表支持。逻辑是

0：你有一个要列出的参考。获取内部数组，直接跳转到第0个索引。称呼 baz() 在节点 0 的项目上。

1：您有一个要列出的参考。获取内部数组并直接跳转到第一个索引的偏移量。称呼 baz() 在节点 1 的项目上。

2：你有一个要列出的参考。获取内部数组并直接跳转到第二个索引的偏移量。称呼 baz() 在节点 2 的项目上。

...

n：你有一个要列出的参考。获取内部数组，直接跳转到第n个索引的偏移量。称呼 baz() 在节点 n 的项目上。

如果您使用LinkedList<T>，您的描述将是正确的，但是LinkedList<T> 没有索引器属性[i]，因此您将无法像代码示例那样传递索引来检索。