C#中數組、ArrayList和List三者的區別

在C#中，ArrayList，List都能夠存儲一組對象，那麼這三者到底有什麼樣的區別呢。

 

數組

   數組在C#中是最早出現的。它在內存中是連續的存儲的，所以索引速度很快，而且賦值與修改元素也很簡單。可以利用偏移地址訪問元素，時間複雜度爲O(1);可以用折半查找法查找元素，效率高。

　　

string[] s=new string[3];

//賦值
s[0]="a";
s[1]="b";
s[2]="c";

//修改
s[1]="b1";

 

同時，數組也有很多缺點。數組分配在一塊連續的數據空間上，因此分配空間時必須確定大小。空間的連續，也導致了存儲效率低，插入和刪除元素效率比較低，而且麻煩。如果，要增添一個元素，需要移動大量元素，在內存中空出一個元素的空間，然後將要增加的元素放在其中。同樣，你想刪除一個元素，需要移動大量元素去填補被移動的元素。

 

還有我們在聲明數組的時候，必須同時指明數組的長度，數組的長度過長，會造成內存浪費，數組和長度過短，會造成數據溢出的錯誤。這樣如果在聲明數組時我們並不清楚數組的長度，就變的很棘手了。

 

針對於數組的這些缺點，C#中最先提供了ArrayList對象來克服這些缺點。

 

ArrayList

ArrayList是.Net Framework提供的用於數據存儲和檢索的專用類，它是命名空間System.Collections下的一部分。它的大小是按照其中存儲的數據來動態擴充與收縮的。所以，我們在聲明ArrayList對象時並不需要指定它的長度。

 

ArrayList繼承了IList接口，所以它可以很方便的進行數據的添加，插入和移除.比如：

ArrayList list = new ArrayList();

//新增數據
list.Add("abc");
list.Add(123);

//修改數據
list[2] = 345;

//移除數據
list.RemoveAt(0);

//插入數據
list.Insert(0, "hello world");

獲取元素值
object value = al[index]; //al 爲 ArrayList 對象，一般需要再對 value 進行類型轉換，比如：int n = (int)value;
設置元素值
al[index] = value; //al 爲 ArrayList 對象，index 必須小於 Count
追加元素
int ArrayList.Add(object value) //返回添加的元素的索引
插入元素
void ArrayList.Insert(int index, object value)
刪除元素
刪除元素後，後面的元素會前移，但 Capacity 不會變化。
void ArrayList.Remove(object obj) //從前（索引 0）往後查找，刪除找到的第一個和 obj 相同的元素
void ArrayList.RemoveAt(int index) //刪除索引 index 對應的元素
void ArrayList.RemoveRange(int index, int count) //從索引 index 開始，刪除 count 個元素
查找元素
int ArrayList.IndexOf(object value) //從前（索引 0）往後查找，返回找到的第一個和 obj 相同的元素的索引
int ArrayList.IndexOf(object value, int startIndex)
int ArrayList.IndexOf(object value, int startIndex, int count)
int ArrayList.LastIndexOf(object value) //從後往前（索引 0）查找，返回找到的第一個和 obj 相同的元素的索引
int ArrayList.LastIndexOf(object value, int startIndex)
int ArrayList.LastIndexOf(object value, int startIndex, int count)

從上面示例看，ArrayList好像是解決了數組中所有的缺點，那麼它應該就是完美的了，爲什麼在C#2.0後又會出現List呢？

 

還是從上面的示例看，在list中，我們不僅插入了字符串"abc"，而且又插入了數字123。這樣在ArrayList中插入不同類型的數據是允許的。因爲ArrayList會把所有插入其中的數據都當作爲object類型來處理。這樣，在我們使用ArrayList中的數據來處理問題的時候，很可能會報類型不匹配的錯誤，也就是說ArrayList不是類型安全的。既使我們保證在插入數據的時候都很小心，都有插入了同一類型的數據，但在使用的時候，我們也需要將它們轉化爲對應的原類型來處理。這就存在了裝箱與拆箱的操作，會帶來很大的性能損耗。

 

穿插一下裝箱與拆箱的概念：

簡單的來講:

裝箱：就是將值類型的數據打包到引用類型的實例中

比如將int類型的值123賦給object對象o

int i=123;
object o=(object)i;

拆箱：就是從引用數據中提取值類型

比如將object對象o的值賦給int類型的變量i

object o=123;
int i=(int)o;

裝箱與拆箱的過程是很損耗性能的。

 

泛型List

 

正是因爲ArrayList存在不安全類型與裝箱拆箱的缺點，所以在C#2.0後出現了泛型的概念。而List類是ArrayList類的泛型等效類。它的大部分用法都與ArrayList相似，因爲List類也繼承了IList接口。最關鍵的區別在於，在聲明List集合時，我們同時需要爲其聲明List集合內數據的對象類型。

List<int> list = new List<int>();
//新增數據
list.Add(123);
//修改數據
list[0] = 345;
//移除數據
list.RemoveAt(0);

上例中，如果我們往List集合中插入string字符"hello world"，IDE就會報錯，且不能通過編譯。這樣就避免了前面講的類型安全問題與裝箱拆箱的性能問題了。

Console.WriteLine("List Test:"); 
//聲明一個整型的List 
List<int> lsTest = new List<int>(); 
lsTest.Add(7); 
lsTest.Add(5); 
lsTest.Add(1); 
lsTest.Add(3); 
string strTest=""; 
//list的排序 
lsTest.Sort(); 
//list的遍歷 
foreach(int i in lsTest) 
strTest+=i.ToString()+" "; 
//格式化後輸出 
Console.Write(string.Format("Out:{0} nCount:{1}n",strTest,lsTest.Count)); 
//讀取下一個按鍵，以便讓屏幕顯示數據 
Console.ReadKey();

出結果如下

程序代碼
List Test: 
Out:1 3 5 7 
Count:4