C#中大List的内存分配

 

之前在开发中只用到List的时候几乎就是拿过来就用，从来没有考虑过List的内存分配问题，试想一个有10万元素的List的在构造和添加元素时内存是如何变化的呢？在MSDN上关于List的Capacity属性是这么解释的，也就是说，当我们添加的元素数量小于等于Capacity的值时，List是不会重新调整内部数据结构，也就是不会重新申请或者分配内存，而当我们添加的元素数量大于Capacity 的值时，List就会不断的调整内部数据结构或者重新申请分配内存，这样的话对效率肯定会有一定的影响的。

 

当我们使用List<T> list = new List<T>();实例化一个List对象是，.Net Framework只是在内存中申请了一块内存在存放list对象本身，系统此时并不知道list会有多少item元素。当我们向list添加第一个item时，list会申请能存储4个Item元素的存储空间，此时Capacity是4，但是当我们添加到第五个item时，此时的Capacity就会变成8，也就是当list发现元素的总数大于Capacity数量时，会主动申请并重新分配内存，当我们添加到第九个item时，Capacity不是12而是16，也就是说list每次申请的内存数量都是之前item元素数量两倍。然后将当前所有的item元素系但添加的元素复制到新的内存。

 

大家可以看到，如果list需要添加的元素特别多时，list会不断地申请心内存，复制已有元素和新加元素到新内存，这个过程会产生资源的浪费及性能问题。

 

如果当设置的Capacity值远大于list的实际元素数量时，应使用TrimExcess()方法释放点未使用的内存。

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<Part> parts = new List<Part>();

            Console.WriteLine("\nCapacity: {0}", parts.Capacity);

            parts.Add(new Part() { PartName = "crank arm", PartId = 1234 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "chain ring", PartId = 1334 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "seat", PartId = 1434 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "cassette", PartId = 1534 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "shift lever", PartId = 1634 });

            Console.WriteLine();

            foreach (Part aPart in parts)
            {
                Console.WriteLine(aPart);
            }

            Console.WriteLine("\nCapacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);

            parts.TrimExcess();
            Console.WriteLine("\nTrimExcess()");
            Console.WriteLine("Capacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);

            parts.Clear();
            Console.WriteLine("\nClear()");
            Console.WriteLine("Capacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);


            Console.Read();
        }
    }

    public class Part
    {
        public string PartName { get; set; }
        public int PartId { get; set; }
        public override string ToString()
        {
            return "ID: " + PartId + "   Name: " + PartName;
        }
    }

知道了list的Capacity及TrimExcess()方法的用处，保证有限的内存空间能够得到合理的运行，归纳起来主要有以下几点：

1.当我们实例化一个List对象时，如果知道最大的Item元素时，应该在实例化List<T>时制定Capacity的数量，直接使用List的构造方法public List(int capacity);就可以。

2.当由于不断的从list中remove掉大量元素时，此时list内存仍占用一部分不需要使用的空间，造成内存的浪费，此时可以调用TrimExcess方法来释放多余的内存。

以上是我对list的内存分配一点浅显的理解，还请大家多多指教，欢迎拍砖。

以上动图由“图斗罗”提供