使用 `ToArray` 方法复制数组

Question

好吧，也许我只是懒惰，但这可能是互联网上的一个很酷的问题。

我知道Buffer.BlockCopy(...) 在使用byte[] 时比Array.Copy(...) 快。我正要编写一个 CloneBuffer 帮助器，它会创建一个与源数组大小相同的数组，然后使用 Buffer.BlockCopy(...) 将源数组复制到其中，但我却写道：

public void Send(byte[] data) {
    // Copy caller-provided buffer
    var buf = data.ToArray();

    // Start async send here and return immediately
}

有谁知道ToArray() 方法是否是byte[] 的特例，或者这是否会比BlockCopy 慢？

Answer 1

您可以使用 反射器程序查看 Microsoft .NET 程序集，例如 ILSpy。

这告诉我System.Linq.Enumerable::ToArray()的实现是：

public static TSource[] ToArray<TSource>(this IEnumerable<TSource> source)
{
    // ...
    return new Buffer<TSource>(source).ToArray();
}

而内部结构Buffer<T>的构造函数是：

• 如果源可枚举实现ICollection<T>，则：
  • 分配一个由Count 元素组成的数组，并且
  • 使用CopyTo() 将集合复制到数组中。
• 否则：
  • 分配一个包含 4 个元素的数组，并且
  • 开始枚举 IEnumerable，将每个值存储在数组中。
  • 阵列是否太小？
    • 创建一个大小是旧数组两倍的新数组，
    • 并将旧数组的内容复制到新数组中，
    • 然后改用新数组，然后继续。

如果Buffer<T>.ToArray() 的大小与其中的元素数量匹配，则仅返回内部数组；否则将内部数组复制到具有确切大小的新数组。

请注意，这个Buffer<T> 类是内部的，与您提到的Buffer 类无关。

所有的复制都是使用Array.Copy()完成的。

因此，总结一下：所有复制都是使用Array.Copy() 完成的，并且没有对字节数组进行优化。但是不知道是不是比Buffer.BlockCopy()慢。唯一知道的方法就是测量。

Answer 2

是的，它会变慢。

当您查看documentation for the System.Array methods 时，System.Array.ToArray() 没有定义。其实看继承/接口树，就是一路回溯到[IEnumerable.ToArray()][2]才找到这个方法。由于这是仅使用 IEnumerable 的功能来实现的，因此它在开始执行时无法知道结果数组的大小。相反，它使用加倍算法在运行时构建数组。因此，您最终可能会在制作副本的过程中创建并丢弃多个数组，并在销毁/重新创建每个中间缓冲区的过程中多次复制这些初始项目。

如果你想要一个更简单、幼稚的实现，至少看看Array.CopyTo()。请记住：我说的是“如果”。