.NET，你忘記了麼？（三續）——重新理解List

iDotNetSpace發表於2009-04-06

在上文中，我對List的理解大錯特錯，在成文前，首先做下自我批評，然後也對造成的不良影響表示道歉。

週四面試的慘敗，讓我的心情著實糟糕了兩三天。痛定思痛，決心回家繼續苦讀。

首先開始的就是對List的重新認知。在這裡，讓我們先從構造方法來重新認識List的本質，先來看下上文中我所粘出的程式碼：

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，我對這個List大批特批，現在，我們來重新看下這個List的構造：
public List()
{
    this._items = List._emptyArray;
}

先來看無參的構造方法，當無參的時候，.NET Framework其實是用一個_emptyArray來初始化了List中的items集合。那麼_emptyArray又是什麼呢？我們繼續向下看：

private static T[] _emptyArray;

恩，他是一個靜態欄位，然後我們看下List的靜態構造方法：

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

我們看到，_emptyArray其實是一個T型別的陣列，個數為0。那麼也就是說，當我們執行0引數的構造方法時，系統是把items集合給賦值為了一個T型別的個數為0的陣列。

那麼items又是什麼？我們繼續向下看：

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

這是List中一個Add(T item)方法，但是我們可以從方法中敲出些端倪來。

在這裡，我並不是想解釋這個方法的原理，只是想說，在List中，其實維護這一個items，然後很多操作，是基於items的操作。

恩，所以在上文中，List list=new List();和Array a=new int[10]();的操作其實差別並不大。

我們肯定還記得在《Effective C#》中有這樣一條規則，就是說：在初始化List之前最好對List初始化大小。

讓我們從原始碼中來找到這一條規則的答案。

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;
    }
}

我們來看，在這個方法體中，List會新建一個陣列，然後把陣列的長度設定為原來的二倍（如果原有的陣列長度為0，那就預設將陣列的長度設定為4）。

因此，這種，讓List的方法自己去呼叫EnsureCapacity(int min)方法，不僅浪費了構造陣列的時間，還浪費了大量的空間（因為將原有的陣列空間擴充了二倍）。

因此，請記得：在初始化List之前最好指定List的大小。

為了證明上述的觀點，我們再來隨便看一些程式碼：

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

 

public int FindIndex(int startIndex, int count, 
Predicate 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;
}

 

由上面的程式碼，我想證明的是：其實List不過是對Array的進一步封裝，說得再直接點，我願意理解List為Array的可擴充版本，然後擴充套件了一些方法;

那關於Array和List的選擇，我重新做一個說明：

List是基於Array存在的，因此，在建立一個List物件時，需要耗費比Array相對更多的時間，以及更大的空間，因為List除了初始化內部的items外還需要初始化一些其他的屬性。而且在方法呼叫時，這點我沒有證實，只是一個猜測，List需要的是再去呼叫Array的相關方法，因此也許會存在方法呼叫的時間消耗問題。

因此，我的建議是：

如果初始化時確定大小，那麼就使用Array。

如果初始化時不確定大小，那麼就使用List。當然，其實完全可以自己去實現List中的陣列擴充功能的，也許會更棒，因為我們沒有必要去將Array每次都擴充為原來的二倍。

另外，非主流程式設計師的補充，Array相對於List還有個優勢就是：多維陣列比List的巢狀更容易理解，也就是說int[][]（或者是int[,]）要強於List>，也就說在型別確定且多維的情況下，用Array要優於List。

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