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C# 数组(Array)和列表(List)的性能对比 - 何时选择使用哪一个

月夜之吻

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发布时间:2025-12-20 17:03:07

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来源于php中文网

原创

固定大小且读多写少优先用数组,因连续内存和无额外开销访问更快;频繁增删选List,其自动扩容但内存占用高;根据数据变性、访问模式和内存限制选择。

c# 数组(array)和列表(list)的性能对比 - 何时选择使用哪一个

数组和列表在C#中用途相近,但底层机制不同,性能表现差异明显。选对类型能提升程序效率,尤其在高频访问、频繁增删或内存敏感场景下。

固定大小且读多写少 → 优先用数组

数组是连续内存块,索引访问是纯指针偏移,没有额外开销。初始化后长度不可变,适合已知数据量且基本不增删的场景。

  • 例如:图像像素缓冲区、传感器采样缓存、配置常量表
  • 访问速度比List快约10%~20%,因为List[T]内部仍通过数组实现,但每次访问要校验索引(Debug模式更明显)
  • 无装箱/拆箱开销(值类型数组如int[]直接存原始值)

动态增删频繁 → 必须用List

数组无法扩容,插入或删除中间元素需手动复制,时间复杂度O(n);List封装了自动扩容(默认容量16,翻倍增长)和RemoveAt等操作。

  • Add()平均摊还O(1),但触发扩容时是O(n);Insert(0, x)或RemoveAt(0)始终是O(n)
  • 若预估最终大小,可用new List(capacity)避免多次扩容
  • 注意:Clear()不释放内部数组,Count=0但Capacity不变;需要真正释放内存可赋值为new List()

内存占用与GC压力

数组更轻量:只有对象头 + 长度字段 + 元素数据;List多了Capacity字段、Count字段及引用指向内部数组。

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  • 小数组(如int[4])可能被JIT优化到上(Span更进一步)
  • List即使Count=0也至少持有16个元素的数组(默认初始容量),长期持有大量空List会浪费内存
  • 大量短生命周期List容易触发Gen0 GC;数组若为局部变量且不大,通常分配在栈或快速进入Gen0回收

需要接口抽象或LINQ支持 → 倾向List或IList

Array实现了IList,但只读方法(如IndexOf)效率低(线性查找);List提供高效Contains(哈希集需自行转换)、Sort、Find等成员。

  • IEnumerable是通用入口,但ToArray()和ToList()有复制开销,别无谓调用
  • 函数参数尽量用IReadOnlyList或Span(.NET Core 2.1+),兼顾安全性和零分配
  • 跨方法传递大数据时,优先传数组或Span,避免List封装带来的间接层

基本上就这些。没那么玄乎——知道数据会不会变、访问模式是啥、有没有内存限制,答案自然就清楚了。

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