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  • Array和List的区别

    Array和List都属于顺序表。

        Array是一段连续的存储结构

    int[] i=new int[3]

    i其实记录的是数组的首地址,而i[1]其实相当于在i的地址的基础上加上1个整数的地址偏移,然后再取这块地址中的值。


        List则是不连续的存储结构,List的每个节点都有着一个Next属性,这个属性则记录着他的下一个节点的地址。
        也就是说当我们想找第100个节点的时候,他还是需要从第一个节点,然后做99次Next操作,才能找到list[99]节点。

    在查找一个元素时时分别生成以下IL码

    Array:

      IL_0020:  ldloc.0

      IL_0021:  ldc.i4.3

      IL_0022:  ldelem.i4

      IL_0023:  stloc.2

    List:

      IL_0022:  ldloc.0

      IL_0023:  ldc.i4.3

      IL_0024:  callvirt   instance !0 class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::get_Item(int32)

      IL_0029:  stloc.2

      通过这两段IL,我只是希望证明List和Array对索引元素的方式是不同的。当然,我们无从知道Microsoft对List方法get_Item的实现。但是我们不难想象:

      因为List是一个链表,所以我需要从第一个元素开始逐个Next到所需索引的元素。这是一个耗时的过程。

     1. 从空间扩展角度上来说:

      数组必须要在初始化时分配固定的大小,比如说int[] a=new int[3];如果我们仅仅写int[] a=new int[];编译器就会无情地给我们报错。但是List由于空间不必连续,所以无须指定初始大小。

      总结1: 当不确定大小时,最好使用List代替Array。

     2. 从操作角度上来看:

      关于索引这个就不赘述了。

      总结2:当需要大量的查找操作时,最好使用Array。

      对于插入(删除)操作,很多人是从插入(删除)的时间上分析,说List优于Array,我觉得是不合理的。

      更合理的解释应该是从两个角度分析(以插入为例):

      <1> 指定位置插入指定元素:

      对于Array讲,有两套解决方案:

      A. 使用一个新数组,N+1个元素重新赋值的过程。一个for循环,时间复杂度O(n)。

      B. 在原数组上操作,那么首先需要为该数组预留空间,这是个很难办的事情。而且其后续元素的移动耗费时间复杂度仍未O(n)。

      对于List来讲,很多人说复杂度就是O(1)。这其实是不合理的,因为List插入元素固然容易,但是在指定位置的插入,需要一个时间复杂度为O(n)的查找过程。

      但是只考虑时间复杂度是不够的,我们要考虑总体的情况。如果使用新数组,不仅浪费了新的空间,而且需要反复的赋值过程,是N+1次。如果不使用新数组,预留空间实在太麻烦,因此综上所述,还是List好。

      <2> 给出前一个节点,然后在后面插入元素。这个我的意思就是不仅仅给出了PreviousNode的Value,还给出了他的Next。这个情况我就不废话了,List的优势太大了。可是在实际情况中,这种情况的可能性几乎为零。

      因此,总结3:当需要进行频繁的插入,删除操作时,最好使用List代替Array。

      另外,给出个不太重要的补充,由于List需要存储他下一个节点的地址,所以List比Array相对起来浪费了更多的空间。

          也就是说虽然使用list<T>强类型范性,能够节约装箱拆箱时间,但查询速度会有很多问题。

    在实际使用中,对变化不大,查询次数频繁的,我们应该考虑list<T>外的情况

    当然,就查询某个值的速度而言,还是 Hashtable  或 Dictionary  最快,当然这两者和我们在讨论的东西,结构完全不相同,没有可比性。毕竟数组,是节约空间,而hash表是散列的,牺牲空间来换取速度


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