.NET，你忘记了么？（三续）——重新理解List<T>

在上文中，《.NET,你忘记了么(三)——关于Array和List的使用》中，我对List<T>的理解大错特错，在成文前，首先做下自我批评，然后也对造成的不良影响表示道歉。

周四面试的惨败，让我的心情着实糟糕了两三天。痛定思痛，决心回家继续苦读。

首先开始的就是对List的重新认知。在这里，让我们先从构造方法来重新认识List<T>的本质，先来看下上文中我所粘出的代码：

List<int> list = new List<int>();
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    list.Add(i);
}           
Random r = new Random();
for (int j = 0; j < 100; j++)
{
    int temp;
    int x1 = r.Next(10);
    int x2 = r.Next(10);
    temp = list[x1];
    list[x1] = list[x2];
    list[x2] = temp;
}

在上文中，我对这个List大批特批，现在，我们来重新看下这个List的构造：

public List()
{
    this._items = List<T>._emptyArray;
}

先来看无参的构造方法，当无参的时候，.NET Framework其实是用一个_emptyArray来初始化了List中的items集合。那么_emptyArray又是什么呢？我们继续向下看：

private static T[] _emptyArray;

恩，他是一个静态字段，然后我们看下List<T>的静态构造方法：

static List()
{
    List<T>._emptyArray = new T[0];
}

我们看到，_emptyArray其实是一个T类型的数组，个数为0。那么也就是说，当我们执行0参数的构造方法时，系统是把items集合给赋值为了一个T类型的个数为0的数组。

那么items又是什么？我们继续向下看：

public void Add(T item)
{
    if (this._size == this._items.Length)
    {
        this.EnsureCapacity(this._size + 1);
    }
    this._items[this._size++] = item;
    this._version++;
}

这是List<T>中一个Add(T item)方法，但是我们可以从方法中敲出些端倪来。

在这里，我并不是想解释这个方法的原理，只是想说，在List中，其实维护这一个items，然后很多操作，是基于items的操作。

恩，所以在上文中，List<int> list=new List<int>();和Array a=new int[10]();的操作其实差别并不大。

我们肯定还记得在《Effective C#》中有这样一条规则，就是说：在初始化List之前最好对List初始化大小。

让我们从源码中来找到这一条规则的答案。

private void EnsureCapacity(int min)
{
    if (this._items.Length < min)
    {
        int num = (this._items.Length == 0) ? 4 : (this._items.Length * 2);
        if (num < min)
        {
            num = min;
        }
        this.Capacity = num;
    }
}

我们来看，在这个方法体中，List会新建一个数组，然后把数组的长度设置为原来的二倍（如果原有的数组长度为0，那就默认将数组的长度设置为4）。

因此，这种，让List的方法自己去调用EnsureCapacity(int min)方法，不仅浪费了构造数组的时间，还浪费了大量的空间（因为将原有的数组空间扩充了二倍）。

因此，请记得：在初始化List之前最好指定List的大小。

为了证明上述的观点，我们再来随便看一些代码：

public int IndexOf(T item)
{
    return Array.IndexOf<T>(this._items, item, 0, this._size);
}

 

public int FindIndex(int startIndex, int count, Predicate<T> match)
{
    if (startIndex > this._size)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.startIndex, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_Index);
    }
    if ((count < 0) || (startIndex > (this._size - count)))
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.count, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_Count);
    }
    if (match == null)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.match);
    }
    int num = startIndex + count;
    for (int i = startIndex; i < num; i++)
    {
        if (match(this._items[i]))
        {
            return i;
        }
    }
    return -1;
}

由上面的代码，我想证明的是：其实List<T>不过是对Array的进一步封装，说得再直接点，我愿意理解List<T>为Array的可扩充版本，然后扩展了一些方法;

那关于Array和List的选择，我重新做一个说明：

List是基于Array存在的，因此，在创建一个List对象时，需要耗费比Array相对更多的时间，以及更大的空间，因为List除了初始化内部的items外还需要初始化一些其他的属性。而且在方法调用时，这点我没有证实，只是一个猜测，List需要的是再去调用Array的相关方法，因此也许会存在方法调用的时间消耗问题。

因此，我的建议是：

如果初始化时确定大小，那么就使用Array。

如果初始化时不确定大小，那么就使用List。当然，其实完全可以自己去实现List中的数组扩充功能的，也许会更棒，因为我们没有必要去将Array每次都扩充为原来的二倍。

另外，非主流程序员的补充，Array相对于List还有个优势就是：多维数组比List的嵌套更容易理解，也就是说int[][]（或者是int[,]）要强于List>，也就说在类型确定且多维的情况下，用Array要优于List。