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
这是一个使用字典IEnumerable的例子:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
static class Program
{
static void Main()
{
List<int> list = new List<int>(6000000);
for (int i = 0; i < 6000000; i++)
{
list.Add(i);
}
Console.WriteLine("Count: {0}", list.Count);
int[] arr = list.ToArray();
IEnumerable<int> Ienumerable = list.ToArray();
Dictionary<int, bool> dict = list.ToDictionary(x => x, y => true);
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++)
{
for (int i = 0; i < arr.Length; 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 Ienumerable)
{
chk += i;
}
}
Console.WriteLine("Ienumerable/for: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in dict.Keys)
{
chk += i;
}
}
Console.WriteLine("Dict/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);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in Ienumerable)
{
chk += i;
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Ienumerable/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in dict.Keys)
{
chk += i;
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Dict/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
Console.ReadLine();
}
}
其他回答
如果你只是从其中一个中获得一个值(不是在循环中)，那么两者都进行边界检查(记住，你在托管代码中)，只是列表做了两次。 请参阅后面的注释，了解为什么这可能不是什么大问题。
如果你正在使用你自己的for(int int i = 0;i < x.[Length/Count];i++)则键差如下所示:
数组: 边界检查被移除 列表 执行边界检查
如果你使用foreach，关键区别如下:
数组: 没有分配对象来管理迭代 边界检查被移除 List通过一个已知为List的变量。 迭代管理变量是堆栈分配的 执行边界检查 列表通过一个已知为IList的变量。 迭代管理变量是堆分配的 执行边界检查 also Lists的值在foreach过程中不能改变，而数组的值可以改变。
边界检查通常不是什么大问题(特别是如果您在一个具有深层管道和分支预测的cpu上——这是目前大多数情况下的常态)，但只有您自己的分析才能告诉您这是否是一个问题。 如果你在代码中避免堆分配(很好的例子是库或hashcode实现)，那么确保变量类型为List而不是IList将避免这个陷阱。 和往常一样，如果重要的话。
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。
这是一个使用字典IEnumerable的例子:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
static class Program
{
static void Main()
{
List<int> list = new List<int>(6000000);
for (int i = 0; i < 6000000; i++)
{
list.Add(i);
}
Console.WriteLine("Count: {0}", list.Count);
int[] arr = list.ToArray();
IEnumerable<int> Ienumerable = list.ToArray();
Dictionary<int, bool> dict = list.ToDictionary(x => x, y => true);
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++)
{
for (int i = 0; i < arr.Length; 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 Ienumerable)
{
chk += i;
}
}
Console.WriteLine("Ienumerable/for: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in dict.Keys)
{
chk += i;
}
}
Console.WriteLine("Dict/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);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in Ienumerable)
{
chk += i;
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Ienumerable/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
foreach (int i in dict.Keys)
{
chk += i;
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Dict/foreach: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
Console.ReadLine();
}
}
[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();
}
}
对于@Marc Gravell的回答，我有两点需要澄清。
测试是在。net 6 x64版本中完成的。
测试代码结束。
数组和列表没有以相同的方式测试
为了在相同条件下测试array和List，还需要修改for。
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
新版本:
int len = arr.Length;
for (int i = 0; i < len; i++)
瓶颈列表/foreach:
List (List/foreach测试)的瓶颈是可以修复的。
改为:
list.ForEach(x => chk += x);
在Windows 10 pro 21H1 x64的笔记本电脑上测试运行，内核为i7-10510U
List/for Count out: 1495ms (589725196)
List/for Count in: 1706ms (589725196)
Array/for Count out: 945ms (589725196)
Array/for Count in: 1072ms (589725196)
List/foreach: 2114ms (589725196)
List/foreach fixed: 1210ms (589725196)
Array/foreach: 1179ms (589725196)
结果解释
数组/for比原始测试快。(减少12%)
List/foreach fixed比List/for快。
List/foreach fixed接近Array/foreach。
这个测试我已经运行了几次。结果改变了，但数量级保持不变。
这个测试的结果表明，您确实必须对性能有很大的需求才能强制使用Array。
根据用于操作List的方法，性能可以除以2。
这个测试是局部的。没有随机存取、直接存取、写存取测试等。
是我弄错了什么地方，还是你有其他提高性能的想法?
测试代码:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
static class Program
{
static void Main()
{ List<int> list = new List<int>(6000000);
Random rand = new Random(12345);
for (int i = 0; i < 6000000; i++)
{
list.Add(rand.Next(5000));
}
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 Count out: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
Stopwatch watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
chk += list[i];
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("List/for Count in: {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 Count out: {0}ms ({1})", watch.ElapsedMilliseconds, chk);
chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
for (int i = 0; i < arr.Length; i++)
{
chk += arr[i];
}
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("Array/for Count in: {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++)
{
list.ForEach(i => chk += i);
}
watch.Stop();
Console.WriteLine("List/foreach fixed: {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.ReadLine();
}
}
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