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.NET,你忘记了么?(三续)——重新理解List

原创 Linux操作系统 作者:iDotNetSpace 时间:2009-04-06 13:39:14 0 删除 编辑

在上文中,我对List的理解大错特错,在成文前,首先做下自我批评,然后也对造成的不良影响表示道歉。

周四面试的惨败,让我的心情着实糟糕了两三天。痛定思痛,决心回家继续苦读。

首先开始的就是对List的重新认知。在这里,让我们先从构造方法来重新认识List的本质,先来看下上文中我所粘出的代码:

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,我对这个List大批特批,现在,我们来重新看下这个List的构造:
public List()
{
    this._items = List._emptyArray;
}

先来看无参的构造方法,当无参的时候,.NET Framework其实是用一个_emptyArray来初始化了List中的items集合。那么_emptyArray又是什么呢?我们继续向下看:

private static T[] _emptyArray;

恩,他是一个静态字段,然后我们看下List的静态构造方法:

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

我们看到,_emptyArray其实是一个T类型的数组,个数为0。那么也就是说,当我们执行0参数的构造方法时,系统是把items集合给赋值为了一个T类型的个数为0的数组。

那么items又是什么?我们继续向下看:

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

这是List中一个Add(T item)方法,但是我们可以从方法中敲出些端倪来。

在这里,我并不是想解释这个方法的原理,只是想说,在List中,其实维护这一个items,然后很多操作,是基于items的操作。

恩,所以在上文中,List list=new List();和Array a=new int[10]();的操作其实差别并不大。

我们肯定还记得在《Effective C#》中有这样一条规则,就是说:在初始化List之前最好对List初始化大小。

让我们从源码中来找到这一条规则的答案。

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; } }

我们来看,在这个方法体中,List会新建一个数组,然后把数组的长度设置为原来的二倍(如果原有的数组长度为0,那就默认将数组的长度设置为4)。

因此,这种,让List的方法自己去调用EnsureCapacity(int min)方法,不仅浪费了构造数组的时间,还浪费了大量的空间(因为将原有的数组空间扩充了二倍)。

因此,请记得:在初始化List之前最好指定List的大小。

为了证明上述的观点,我们再来随便看一些代码:

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; }

 

由上面的代码,我想证明的是:其实List不过是对Array的进一步封装,说得再直接点,我愿意理解List为Array的可扩充版本,然后扩展了一些方法;

那关于Array和List的选择,我重新做一个说明:

List是基于Array存在的,因此,在创建一个List对象时,需要耗费比Array相对更多的时间,以及更大的空间,因为List除了初始化内部的items外还需要初始化一些其他的属性。而且在方法调用时,这点我没有证实,只是一个猜测,List需要的是再去调用Array的相关方法,因此也许会存在方法调用的时间消耗问题。

因此,我的建议是:

如果初始化时确定大小,那么就使用Array。

如果初始化时不确定大小,那么就使用List。当然,其实完全可以自己去实现List中的数组扩充功能的,也许会更棒,因为我们没有必要去将Array每次都扩充为原来的二倍。

另外,非主流程序员的补充,Array相对于List还有个优势就是:多维数组比List的嵌套更容易理解,也就是说int[][](或者是int[,])要强于List>,也就说在类型确定且多维的情况下,用Array要优于List。

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