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

因为我有一个类似的问题,这让我快速开始。

我的问题更具体一点,'自反数组实现的最快方法是什么'

Marc Gravell所做的测试显示了很多,但并不是确切的访问时间。他的计时还包括对数组和列表的循环。因为我还提出了第三个我想测试的方法,一个“字典”,只是为了比较,我扩展了hist测试代码。

首先,我使用一个常数进行测试,这给了我一个包括循环在内的特定时间。这是一个“裸”计时,不包括实际访问。 然后我做了一个访问主题结构的测试,这给了我和“开销包括”时间,循环和实际访问。

“裸”计时和“开销包含”计时之间的差异给了我一个“结构访问”计时的指示。

但是这个时机有多准确呢?在测试窗口期间将为shure做一些时间切片。我没有关于时间切片的信息,但我假设它在测试期间是均匀分布的,在几十毫秒的数量级,这意味着计时的准确性应该在+/- 100毫秒左右的数量级。粗略估计一下?无论如何,这是一个系统测量误差的来源。

此外,测试是在“调试”模式下进行的,没有进行优化。否则,编译器可能会更改实际的测试代码。

因此,我得到两个结果,一个是标记为“(c)”的常量,一个是标记为“(n)”的访问,而“dt”的差值告诉我实际访问所花费的时间。

结果是这样的:

          Dictionary(c)/for: 1205ms (600000000)
          Dictionary(n)/for: 8046ms (589725196)
 dt = 6841

                List(c)/for: 1186ms (1189725196)
                List(n)/for: 2475ms (1779450392)
 dt = 1289

               Array(c)/for: 1019ms (600000000)
               Array(n)/for: 1266ms (589725196)
 dt = 247

 Dictionary[key](c)/foreach: 2738ms (600000000)
 Dictionary[key](n)/foreach: 10017ms (589725196)
 dt = 7279

            List(c)/foreach: 2480ms (600000000)
            List(n)/foreach: 2658ms (589725196)
 dt = 178

           Array(c)/foreach: 1300ms (600000000)
           Array(n)/foreach: 1592ms (589725196)
 dt = 292


 dt +/-.1 sec   for    foreach
 Dictionary     6.8       7.3
 List           1.3       0.2
 Array          0.2       0.3

 Same test, different system:
 dt +/- .1 sec  for    foreach
 Dictionary     14.4   12.0
       List      1.7    0.1
      Array      0.5    0.7

通过更好地估计时间误差(如何消除由于时间切片引起的系统测量误差?),可以对结果进行更多的讨论。

看起来List/foreach具有最快的访问速度,但它的开销非常大。

List/for和List/foreach之间的区别是奇怪的。也许涉及到兑现?

此外,对于数组的访问,使用for循环还是foreach循环并不重要。计时结果及其准确性使结果具有“可比性”。

到目前为止,使用字典是最慢的,我认为它只是因为在左边(索引器)我有一个稀疏的整数列表,而不是在这个测试中使用的范围。

下面是修改后的测试代码。

Dictionary<int, int> dict = new Dictionary<int, int>(6000000);
List<int> list = new List<int>(6000000);
Random rand = new Random(12345);
for (int i = 0; i < 6000000; i++)
{
    int n = rand.Next(5000);
    dict.Add(i, n);
    list.Add(n);
}
int[] arr = list.ToArray();

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

chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
    int len = dict.Count;
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        chk += dict[i];
    }
}
watch.Stop();
long n_dt = watch.ElapsedMilliseconds;
Console.WriteLine("         Dictionary(n)/for: {0}ms ({1})", n_dt, chk);
Console.WriteLine("dt = {0}", n_dt - c_dt);

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

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();
n_dt = watch.ElapsedMilliseconds;
Console.WriteLine("               List(n)/for: {0}ms ({1})", n_dt, chk);
Console.WriteLine("dt = {0}", n_dt - c_dt);

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

chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
    foreach (int i in dict.Keys)
    {
        chk += 1; // dict[i]; ;
    }
}
watch.Stop();
c_dt = watch.ElapsedMilliseconds;
Console.WriteLine("Dictionary[key](c)/foreach: {0}ms ({1})", c_dt, chk);

chk = 0;
watch = Stopwatch.StartNew();
for (int rpt = 0; rpt < 100; rpt++)
{
    foreach (int i in dict.Keys)
    {
        chk += dict[i]; ;
    }
}
watch.Stop();
n_dt = watch.ElapsedMilliseconds;
Console.WriteLine("Dictionary[key](n)/foreach: {0}ms ({1})", n_dt, chk);
Console.WriteLine("dt = {0}", n_dt - c_dt);

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

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

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

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

其他回答

static long[] longs = new long[500000];
static long[] longs2 = {};
static List<long> listLongs = new List<long> { };
static void Main(string[] args)
{
    Console.CursorVisible = false;
    Stopwatch time = new Stopwatch();

    time.Start();
    for (int f = 50000000; f < 50255000; f++)
    {
        listLongs.Add(f);
    }

    //List  Time: 1ms    Count : 255000
    Console.WriteLine("List Time: " + time.ElapsedMilliseconds + " | Count: " + listLongs.Count());

    time.Restart();
    time.Start();
    for (long i = 1; i < 500000; i++)
    {
        longs[i] = i * 200;
    }

    //Array Time: 2ms Length: 500000 (Unrealistic Data)
    Console.WriteLine("Array Time: " + time.ElapsedMilliseconds + " | Length: " + longs.Length);

    time.Restart();
    time.Start();
    for (int i = 50000000; i < 50055000; i++)
    {
        longs2 = longs2.Append(i).ToArray();
    }

    //Array Time: 17950ms Length: 55000
    Console.WriteLine("Array Append Time: " + time.ElapsedMilliseconds + " | Length: " + longs2.Length);

    Console.ReadLine();
}
Type Time Len
Array 2ms 500000
List 1ms 255000
Array Append 17950ms 55000

如果您计划不断地向数组中添加少量数据,那么list更快

这实际上取决于你将如何使用数组。

[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();
    }
}

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。

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。

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();
    }
}