編寫高質量代碼改善C#程序的157個建議——建議16：元素數量可變的情況下不應使用數組

2019-11-14 14:06:46

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

建議16：元素數量可變的情況下不應使用數組

在C#中，數組一旦被創建，長度就不能改變。如果我們需要一個動態且可變長度的集合，就應該使用ArrayList或List<T>來創建。而數組本身，尤其是一維數組，在遇到要求高效率的算法時，則會專門被優化以提升其效率。一維數組也成為向量，其性能是最佳的，在IL中使用了專門的指令來處理它們（如newarr、ldelem、ldelema、ldelen和stelem）。

從內存的使用角度來講，數組在創建時被分配了一段固定長度的內存。如果數組的元素是值類型，則每個元素的長度等于相應的值類型的長度；如果數組的元素是引用類型，則每個元素的長度為該引用類型的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.）。數組的存儲結構一旦被分配，就不能再變化。而ArrayList是鏈表結構，可以動態的增減內存空間，如果ArrayList存儲的是值類型，則會為每個元素增加12字節的空間，其中4個字節擁有對象引用，8字節是元素裝箱時引入的對象頭。List<T>是ArrayList的泛型實現，它省去了裝箱和拆箱帶來的開銷。

注意：

由于數組本身在內存上的特點，因此在使用數組的過程中還應該注意大對象的問題。所謂“大對象”，是指那些占內存超過85000字節的對象，它們被分配在大對象堆里。大對象的分配和回收和小對象都不太一樣，尤其是回收，大對象在回收過程中會帶來效率很低的問題。所以，不能對數組指定過大的長度，這會讓數組成為一個大對象。

如果一定要動態改變數組的長度，一種方法是將數組轉換為ArrayList或List<T>,如下面代碼說是：

            int[] iArr = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };            ArrayList arrayListInt = new ArrayList(iArr);   //將數組轉變為ArrayList            arrayListInt.Add(7);            List<int> listInt = iArr.ToList<int>();             //將數組轉變為List<T>            listInt.Add(7);

還有一種方法是數組的復制功能。數組繼承自System.Array，抽象類System.Array提供了一些有用的實現方法。其中就包括Copy方法，它負責將一個數組的內容復制到另外一個數組中。無論哪種方法，改變數組長度就相當于重新創建了一個數組對象。

為了讓數組看上去本身就具有動態改變長度的功能，可以創建一個名為Resize的擴展方法，代碼如下所示：

    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;        }    }

調用方法看起來如下：

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

下面對改變數組長度和改變Lisit<T>長度的耗時做一個比較，以便強調本建議的主題：在元素數量可變的情況下不應該使用數組。

        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);        }