编写高质量代码改善C#程序的157个建议——建议16：元素数量可变的情况下不应使用数组

建议16：元素数量可变的情况下不应使用数组

在C#中，数组一旦被创建，长度就不能改变。如果我们需要一个动态且可变长度的集合，就应该使用ArrayList或List<T>来创建。 而数组本身，尤其是一维数组，在遇到要求高效率的算法时，则会专门被优化以提升其效率。一维数组也成为向量，其性能是最佳的，在IL中使用了专门的指令来 处理它们（如newarr、ldelem、ldelema、ldelen和stelem）。

 

从内存的使用角度来讲，数组在创建时被分配了一段固定长度的内存。如果数组的元素是值类型，则每个元素的长度等于相应的值类型的长度；如果数组的元素是引用类型，则每个元素的长度为该引用类型的IntPtr.Size（IntPtr：It's a class that wraps a pointer that is used when calling Windows API functions. The underlying pointer may be 32 bit or 64 bit, depending on the platform.）。数组的存储结构一旦被分配，就不能再变化。而ArrayList是链表结构，可以动态的增减内存空间，如果ArrayList存储的是值类型，则会为每个元素增加12字节的空间，其中4个字节拥有对象引用，8字节是元素装箱时引入的对象头。List<T>是ArrayList的泛型实现，它省去了装箱和拆箱带来的开销。

注意：

由于数组本身在内存上的特点，因此在使用数组的过程中还应该注意大对象的问题。所谓“大对象”，是指那些占内存超过85000字节的对象，它们被分配在大对象堆里。大对象的分配和回收和小对象都不太一样，尤其是回收，大对象在回收过程中会带来效率很低的问题。所以，不能对数组指定过大的长度，这会让数组成为一个大对象。

 

如果一定要动态改变数组的长度，一种方法是将数组转换为ArrayList或List<T>,如下面代码说是：

            int[] iArr = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
            ArrayList arrayListInt = new ArrayList(iArr);   //将数组转变为ArrayList
            arrayListInt.Add(7);
            List<int> listInt = iArr.ToList<int>();             //将数组转变为List<T>
            listInt.Add(7);

还有一种方法是数组的复制功能。数组继承自System.Array，抽象类System.Array提供了一些有用的实现方法。其中就包括Copy方法，它负责将一个数组的内容复制到另外一个数组中。无论哪种方法，改变数组长度就相当于重新创建了一个数组对象。

 

为了让数组看上去本身就具有动态改变长度的功能，可以创建一个名为Resize的扩展方法，代码如下所示：

    public static class ClassForExtensions
    {
        public static Array ReSize(this Array array, int newSize)
        {
            Type t = array.GetType().GetElementType();
            Array newArray = Array.CreateInstance(t, newSize);
            Array.Copy(array, 0, newArray, 0, Math.Min(array.Length, newSize));
            return newArray;
        }
    }

调用方法看起来如下：

int[] iArr = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
iArr = (int[])iArr.ReSize(10);

下面对改变数组长度和改变Lisit<T>长度的耗时做一个比较，以便强调本建议的主题：在元素数量可变的情况下不应该使用数组。

        private static void ResizeArray()
        {
            int[] iArr = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            iArr = (int[])iArr.ReSize(10);
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("ResizeArray: " + watch.Elapsed);
        }

        private static void ResizeList()
        {
            List<int> iArr = new List<int>(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 });
            Stopwatch watch = new Stopwatch();
            watch.Start();
            iArr.Add(0);
            iArr.Add(0);
            iArr.Add(0);
            watch.Stop();
            Console.WriteLine("ResizeList: " + watch.Elapsed);
        }

输出为：

ResizeArray：00:00:00.0004441

ResizeList：00:00:0:0000036

当然，严格意义上讲，List<T>不存在改变长度的说法，本建议只是为了比较，将iArr的长度变为10，同时还进行了赋值。即便这样，我们可以看到，在时间效率上ResizeList比ResizeArray要高100倍以上。

 

 

转自：《编写高质量代码改善C#程序的157个建议》陆敏技