Question

关于Array和List的区别

Answer 1

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