内存总是会被分配两次——或者类似的情况。由于不能调整数组的大小，这两种方法都将使用某种机制在不断增长的集合中收集数据。(好吧，这个名单本身就是一个不断增长的集合。)

List使用数组作为内部存储，并在需要时将容量增加一倍。这意味着平均2/3的项目至少被重新分配过一次，其中一半至少被重新分配过两次，一半至少被重新分配过三次，以此类推。这意味着每个项目平均被重新分配了1.3次，这并不是很大的开销。

还要记住，如果你在收集字符串，集合本身只包含对字符串的引用，字符串本身不会被重新分配。

性能差异并不显著，因为List<T>是作为动态大小的数组实现的。调用ToArray()(它使用内部Buffer<T>类来增长数组)或ToList()(它调用List<T>(IEnumerable<T>)构造函数)将最终成为将它们放入数组并增长数组直到适合它们为止的问题。

如果您希望具体确认这一事实，请查看Reflector中所讨论的方法的实现——您将看到它们的代码几乎完全相同。

一种选择是添加自己的扩展方法，该方法返回一个只读的ICollection<T>。当您既不想使用数组/列表的索引属性，也不想从列表中添加/删除时，这可能比使用ToList或ToArray更好。

public static class EnumerableExtension
{
    /// <summary>
    /// Causes immediate evaluation of the linq but only if required.
    /// As it returns a readonly ICollection, is better than using ToList or ToArray
    /// when you do not want to use the indexing properties of an IList, or add to the collection.
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="enumerable"></param>
    /// <returns>Readonly collection</returns>
    public static ICollection<T> Evaluate<T>(this IEnumerable<T> enumerable)
    {
        //if it's already a readonly collection, use it
        var collection = enumerable as ICollection<T>;
        if ((collection != null) && collection.IsReadOnly)
        {
            return collection;
        }
        //or make a new collection
        return enumerable.ToList().AsReadOnly();
    }
}

单元测试:

[TestClass]
public sealed class EvaluateLinqTests
{
    [TestMethod]
    public void EvalTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResult = list.Select(i => i);
        var linqResultEvaluated = list.Select(i => i).Evaluate();
        list.Clear();
        Assert.AreEqual(0, linqResult.Count());
        //even though we have cleared the underlying list, the evaluated list does not change
        Assert.AreEqual(3, linqResultEvaluated.Count());
    }

    [TestMethod]
    public void DoesNotSaveCreatingListWhenHasListTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //list is not readonly, so we expect a new list
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    public void SavesCreatingListWhenHasReadonlyListTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3}.AsReadOnly();
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //list is readonly, so we don't expect a new list
        Assert.AreSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    public void SavesCreatingListWhenHasArrayTest()
    {
        var list = new[] {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //arrays are readonly (wrt ICollection<T> interface), so we don't expect a new object
        Assert.AreSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    [ExpectedException(typeof (NotSupportedException))]
    public void CantAddToResultTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
        linqResultEvaluated.Add(4);
    }

    [TestMethod]
    [ExpectedException(typeof (NotSupportedException))]
    public void CantRemoveFromResultTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
        linqResultEvaluated.Remove(1);
    }
}

我同意@mquander的观点，性能差异应该是微不足道的。但是，我想对它进行基准测试，所以我这样做了——结果是微不足道的。

Testing with List<T> source:
ToArray time: 1934 ms (0.01934 ms/call), memory used: 4021 bytes/array
ToList  time: 1902 ms (0.01902 ms/call), memory used: 4045 bytes/List

Testing with array source:
ToArray time: 1957 ms (0.01957 ms/call), memory used: 4021 bytes/array
ToList  time: 2022 ms (0.02022 ms/call), memory used: 4045 bytes/List

每个源数组/列表有1000个元素。所以你可以看到时间和记忆的差异都可以忽略不计。

我的结论是:您还可以使用ToList()，因为List<T>提供了比数组更多的功能，除非几个字节的内存确实对您很重要。

除非您只是需要一个数组来满足其他约束，否则您应该使用ToList。在大多数情况下，ToArray会比ToList分配更多的内存。

两者都使用数组进行存储，但是ToList有一个更灵活的约束。它需要数组至少与集合中的元素数量一样大。如果数组更大，这不是问题。但是ToArray需要数组的大小精确到元素的数量。

为了满足这个约束，ToArray通常比ToList多做一次分配。一旦它有了一个足够大的数组，它就会分配一个完全正确大小的数组，并将元素复制回该数组中。唯一可以避免这种情况的情况是当数组的增长算法恰好与需要存储的元素数量一致时(绝对是少数)。

EDIT

有几个人问我在List<T>值中有额外的未使用内存的后果。

这是一个合理的担忧。如果创建的集合寿命很长，在创建后从未被修改过，并且有很高的机会落在Gen2堆中，那么您可能会更好地预先分配额外的ToArray。

总的来说，我发现这种情况比较罕见。更常见的情况是，大量ToArray调用被立即传递给其他短期内存使用，在这种情况下，ToList显然更好。

这里的关键是分析，分析，再分析更多。

我知道这是一个老帖子，但在有了同样的问题和做了一些研究之后，我发现了一些有趣的东西，可能值得分享。

首先，我同意@mquander和他的回答。在性能方面，两者是相同的。

但是，我一直在使用Reflector查看System.Linq.Enumerable扩展名称空间中的方法，并注意到一个非常常见的优化。 只要可能，IEnumerable<T>源就转换为IList<T>或ICollection<T>来优化方法。例如，查看ElementAt(int)。

有趣的是，微软选择只优化IList<T>，而不是IList。微软似乎更喜欢使用IList<T>接口。