为什么 System...Stack<T> 不作为链表实现？

Question

我在查看我的代码时发现了一些我编写的扩展方法，用于从 System.Collections.Generic.Stack 中删除项目。我很好奇，所以我查看了 Stack with Reflector 的源代码，我可以看到他们将它实现为数组而不是链表，我只是想知道为什么？使用链表就无需调整内部数组的大小...

这是我的扩展，欢迎任何批评或建议。谢谢。

public static Stack<T> Remove<T>(this Stack<T> stack, T item)
{
    Stack<T> newStack = new Stack<T>();

    EqualityComparer<T> eqc = EqualityComparer<T>.Default;

    foreach( T newItem in stack.Reverse() )
    {
        if( !eqc.Equals(newItem, item) )
        {
            newStack.Push(newItem);
        }
    }

    return newStack;
}
/// <summary>
/// Returns a new Stack{T} with one or more items removed, based on the given predicate.
/// </summary>
/// <typeparam name="T"></typeparam>
/// <param name="stack"></param>
/// <param name="fnRemove"></param>
/// <returns>The new stack.</returns>
/// <remarks>
/// We have to turn tricks in order to save the LIFO order of the pool
/// since there is no built-in remove method since they implement a Stack internally
/// as an array instead of a linked list. Maybe they have a good reason, I don't know...
/// 
/// So, to fix this I'm just using a LINQ extension method to enumerate in reverse.
/// </remarks>
public static Stack<T> RemoveWhere<T>(this Stack<T> stack, Predicate<T> fnRemove)
{
    Stack<T> newStack = new Stack<T>();

    foreach( T newItem in stack.Reverse() )
    {
        /// Check using the caller's method.
        if( fnRemove(newItem) )
        {
            /// It's not allowed in the new stack.
            continue;
        }
        newStack.Push(newItem);
    }

    return newStack;
}

Answer 1

后进先出队列（堆栈）通常对数组最有效，因为您将项目推送到数组的末端并从数组的同一末端拉出项目。所以数组运行良好，没有链表的内存和分配开销。不需要创建和垃圾收集列表项包装对象，从而抵消了创建和调整数组大小的成本。

Answer 2

考虑具有 1,000,000 个项目的 Stack<byte> 的大小。

• 对于数组，大小 ~= 1,000,000 字节。通常更多是由于备用容量，但可能不会超过两倍。
• 对于链表，每个条目都需要自己的对象、数据本身和至少一个引用（对于单链表，这可能是堆栈所需的全部内容）。填充到 4 个字节后，总大小可能约为 16,000,000 字节。哎哟。

再加上引用的局部性和减少的 GC 压力，我认为使用数组作为堆栈、队列和双端队列的底层数据结构非常有意义——最后两个将数组用作循环缓冲区，当然。唯一明显的缺点是浪费了“备用容量”，并且当容量耗尽时需要复制所有内容。

Answer 3

当您运行基准测试时，由于局部性，您最终几乎总是会在 Array 中看到巨大的性能优势。 ArrayList 将所有内容放入一个数组中，该数组存储在一个大的连续内存块中。链表通过链接存储它们的数据，因此最终会分配大量内存并在内存中跳转。