数组与列表的性能

假设你需要有一个整数列表/数组，你需要频繁迭代，我的意思是非常频繁。原因可能各不相同，但可以说这是在一个大容量处理的最内部循环的核心。

通常情况下，人们会选择使用列表(List)，因为它们在大小上具有灵活性。最重要的是，msdn文档声称列表在内部使用数组，并且应该执行得一样快(快速查看Reflector证实了这一点)。尽管如此，还是有一些开销。

有人测量过吗?在一个列表中迭代6M次是否与数组相同?

当前回答

我想表演会很相似。在使用List和Array时所涉及的开销是，恕我直言，当您向列表中添加项时，当列表必须增加它在内部使用的数组的大小时，当数组的容量达到时。

假设你有一个容量为10的List，那么一旦你想添加第11个元素，List就会增加它的容量。可以通过将列表的Capacity初始化为它将容纳的项数来减少性能影响。

但是，为了弄清楚遍历List是否与遍历数组一样快，为什么不对其进行基准测试呢?

int numberOfElements = 6000000;

List<int> theList = new List<int> (numberOfElements);
int[] theArray = new int[numberOfElements];

for( int i = 0; i < numberOfElements; i++ )
{
    theList.Add (i);
    theArray[i] = i;
}

Stopwatch chrono = new Stopwatch ();

chrono.Start ();

int j;

 for( int i = 0; i < numberOfElements; i++ )
 {
     j = theList[i];
 }

 chrono.Stop ();
 Console.WriteLine (String.Format("iterating the List took {0} msec", chrono.ElapsedMilliseconds));

 chrono.Reset();

 chrono.Start();

 for( int i = 0; i < numberOfElements; i++ )
 {
     j = theArray[i];
 }

 chrono.Stop ();
 Console.WriteLine (String.Format("iterating the array took {0} msec", chrono.ElapsedMilliseconds));

 Console.ReadLine();

在我的系统上;遍历数组需要33msec;遍历列表花费了66msec。

说实话，我没想到变化会这么大。所以，我把我的迭代放在一个循环中:现在，我执行了1000次迭代。结果如下:

迭代List需要67146毫秒迭代数组需要40821毫秒

现在，变化不再那么大了，但仍然……

因此，我已经启动了。net Reflector, List类的索引器的getter看起来像这样:

public T get_Item(int index)
{
    if (index >= this._size)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
    }
    return this._items[index];
}

如您所见，当您使用List的索引器时，List会执行一次检查，检查您是否没有超出内部数组的边界。这种额外的检查是有成本的。

2009-01-18 10:32:29

其他回答

测量结果很好，但是根据您在内部循环中所做的具体操作，您将得到显著不同的结果。衡量你自己的情况。如果您正在使用多线程，那么这本身就不是一个简单的活动。

2009-01-18 11:41:20

由于List<>在内部使用数组，因此基本性能应该是相同的。为什么这个列表可能会稍微慢一些，有两个原因:

要在列表中查找元素，调用list方法，该方法在底层数组中进行查找。所以你需要一个额外的方法调用。另一方面，编译器可能会识别出这一点，并优化“不必要的”调用。如果编译器知道数组的大小，它可能会做一些特殊的优化，而对于一个未知长度的列表，它就不能这样做。如果列表中只有几个元素，这可能会带来一些性能改进。

要检查它是否对您有任何影响，最好将发布的计时函数调整为您计划使用的大小列表，并查看您的特殊情况的结果如何。

2009-01-18 11:28:40

[另见此问题]

我修改了Marc的答案，使用实际的随机数，在所有情况下都做同样的工作。

结果:

         for      foreach
Array : 1575ms     1575ms (+0%)
List  : 1630ms     2627ms (+61%)
         (+3%)     (+67%)

(Checksum: -1000038876)

在VS 2008 SP1下编译为发行版。在Q6600@2.40GHz、. net 3.5 SP1上运行而不进行调试。

代码:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        List<int> list = new List<int>(6000000);
        Random rand = new Random(1);
        for (int i = 0; i < 6000000; i++)
        {
            list.Add(rand.Next());
        }
        int[] arr = list.ToArray();

        int chk = 0;
        Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
        {
            int len = list.Count;
            for (int i = 0; i < len; i++)
            {
                chk += list[i];
            }
        }
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("List/for: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);

        chk = 0;
        watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
        {
            int len = arr.Length;
            for (int i = 0; i < len; i++)
            {
                chk += arr[i];
            }
        }
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("Array/for: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);

        chk = 0;
        watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
        {
            foreach (int i in list)
            {
                chk += i;
            }
        }
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("List/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);

        chk = 0;
        watch = Stopwatch.StartNew();
        for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
        {
            foreach (int i in arr)
            {
                chk += i;
            }
        }
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("Array/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
        Console.WriteLine();

        Console.ReadLine();
    }
}

2009-01-23 08:31:21