C#中如何优化列表遍历速度

一个数据库表（id，name，…）中有10万条记录，查找name=’guoguo‘可能需要很长时间，但是如果对name建立了索引，那么再用name=’guoguo‘来查询将变得非常快（有多快？自己可以去试试）。

相应的，有时候我们的代码里面会用到List<T>，Array来存储一组数据。我们以一个例子来说明一下。

定义数据类型： 

    public class UserInfo
    {
        public int ID { get; set; }
        public string Name { get; set; }
        public int Age { get; set; }
    }

示例代码有个前提：name不会重复。从List中按照name找到对应的UserInfo可以用以下代码：

        List<UserInfo> _userinfos;

        public UserInfo GetUserInfoByName(string name)

        {

            for (int i = 0; i < _userinfos.Count; i++)

            {

                UserInfo ui = _userinfos[i];

                if (ui.Name == name)

                {

                    return ui;

                }

            }

            return null;

        }

 

        public UserInfo GetUserInfoByName_Find(string name)

        {

            return _userinfos.Find((temp) =>

            {

                return temp.Name == name;

            });

        }

两个方法其实都是使用遍历列表的方式去比较、查找；我做了实验，如果列表中有10万条记录，分别执行“查找第5万个元素”1000遍的耗时为：

GetUserInfoByName	1877毫秒
GetUserInfoByName_Find	2290毫秒

也就是说平均一次要2毫秒左右（Find效率还更低）；

OK，接下来我们要试着借鉴数据库的方式给List建立索引。 

        public List<UserInfo> Userinfos

        {

            get { return _userinfos; }

            set

            {

                _userinfos = value;

                MakeIndex();

            }

        }

 

        Dictionary<string, UserInfo> _userIndex;

 

        /// <summary>

        /// 建立索引

        /// </summary>

        private void MakeIndex()

        {

            Dictionary<string, UserInfo> userIndex = new Dictionary<string, UserInfo>();

            foreach (var item in _userinfos)

            {

                userIndex.Add(item.Name, item);

            }

            _userIndex = userIndex;

        }

MakeIndex方法在Userinfos的set属性器里面调用；那么查询的方法就应该这么写： 

        public UserInfo GetUserInfoByNameEx(string name)

        {

            return _userIndex[name];

        }

这么简单？对，就是这么简单，而且，效率特别高。与上面的两个方法一起进行比较：

建立索引+查找10万次=36毫秒！

原因就是Dictionary[Key]方法的时间复杂度为O(1),几乎不耗时。

注意：本示例为了代码简洁，对于key重复，null引用等等都没有判断，实际编码过程中请注意考虑这些情况。

以下是示例的所有代码：

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Diagnostics;

 

namespace ConsoleApplication1

{

    class Program

    {

 

        static void Main(string[] args)

        {

            List<UserInfo> userinfos = new List<UserInfo>();

            //创建10万个数据

            for (int i = 0; i < 10 * 10000; i++)

            {

                UserInfo ui = new UserInfo();

                ui.ID = i;

                ui.Name = Guid.NewGuid().ToString();

                userinfos.Add(ui);

            }

            UserUtil util = new UserUtil();

            //用于计时

            Stopwatch sw = new Stopwatch();

            sw.Start();

            util.Userinfos = userinfos;

            sw.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("建立索引MakeIndex耗时：{0}毫秒", sw.ElapsedMilliseconds));

 

            //以第5万个名字作为要查找的名字

            string nameToFind = userinfos[5 * 10000].Name;

            sw.Reset();

            sw.Start();

            for (int i = 0; i < 1000; i++)

            {

                util.GetUserInfoByName(nameToFind);

            }

            sw.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("执行1000次GetUserInfoByName耗时：{0}毫秒", sw.ElapsedMilliseconds));

 

            sw.Reset();

            sw.Start();

            for (int i = 0; i < 1000; i++)

            {

                util.GetUserInfoByName_Find(nameToFind);

            }

            sw.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("执行1000次GetUserInfoByName_Find耗时：{0}毫秒", sw.ElapsedMilliseconds));

 

            sw.Reset();

            sw.Start();

            for (int i = 0; i < 10 * 10000; i++)

            {

                util.GetUserInfoByNameEx(nameToFind);

            }

            sw.Stop();

            Console.WriteLine(string.Format("执行10万次GetUserInfoByNameEx耗时：{0}毫秒", sw.ElapsedMilliseconds));

 

            Console.ReadKey();

        }

    }

 

    public class UserUtil

    {

        List<UserInfo> _userinfos;

 

        public List<UserInfo> Userinfos

        {

            get { return _userinfos; }

            set

            {

                _userinfos = value;

                MakeIndex();

            }

        }

 

        Dictionary<string, UserInfo> _userIndex;

 

        public UserInfo GetUserInfoByName(string name)

        {

            for (int i = 0; i < _userinfos.Count; i++)

            {

                UserInfo ui = _userinfos[i];

                if (ui.Name == name)

                {

                    return ui;

                }

            }

            return null;

        }

 

        public UserInfo GetUserInfoByName_Find(string name)

        {

            return _userinfos.Find((temp) =>

            {

                return temp.Name == name;

            });

        }

       

        /// <summary>

        /// 建立索引

        /// </summary>

        private void MakeIndex()

        {

            Dictionary<string, UserInfo> userIndex = new Dictionary<string, UserInfo>();

            foreach (var item in _userinfos)

            {

                userIndex.Add(item.Name, item);

            }

            _userIndex = userIndex;

        }

 

        public UserInfo GetUserInfoByNameEx(string name)

        {

            return _userIndex[name];

        }

 

    }

 

    public class UserInfo

    {

        public int ID { get; set; }

        public string Name { get; set; }

        public int Age { get; set; }

    }

}