C#中的List和Array有什么区别 C# List与数组的性能和使用场景比较

数组长度固定，List可动态扩容；数组性能高适用于固定大小场景，List灵活适合动态增删操作。

List 和 Array 是 C# 中常用的两种集合类型，虽然它们都能存储多个相同类型的元素，但在性能、灵活性和使用场景上有明显区别。理解这些差异有助于在实际开发中做出更合适的选择。

1. 固定长度 vs 动态扩容

数组（Array）在创建时必须指定长度，且一旦创建，长度不可更改。这意味着如果你提前不知道元素数量，或者后续需要添加或删除元素，数组会显得很不方便。

List 是动态集合，内部基于数组实现，但支持自动扩容。当你添加元素超过当前容量时，List 会自动创建一个更大的数组并复制原有数据。

• int[] arr = new int[3]; // 长度固定为3
• List<int> list = new List<int>(); // 可随时 Add、Remove

2. 性能对比

在性能方面，两者各有优劣，取决于具体操作：

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• 随机访问速度：数组和 List 的索引访问（如 arr[0]、list[0]）都是 O(1)，性能几乎一致，因为 List 底层就是数组。
• 插入与删除：数组不支持直接插入或删除，需手动创建新数组并复制；List 提供 Insert 和 Remove 方法，但中间位置操作是 O(n)，因为要移动后续元素。
• 内存开销：List 多了一层封装，包含 Count、Capacity 等字段，比原始数组略高一些内存占用。
• 扩容代价：List 扩容时会触发数组复制，如果频繁 Add 且未预设容量，可能影响性能。

3. 使用场景建议

选择 Array 还是 List，主要看需求是否强调性能、稳定性或灵活性。

• 使用 Array 的场景：
  • 元素数量已知且不变（如坐标点、RGB 颜色值）
  • 对性能要求极高，尤其是数值计算、图像处理等底层操作
  • 需要与 API 交互，特别是 P/Invoke 或跨平台调用时，Array 更兼容
• 使用 List<T> 的场景：
  • 元素数量不确定，需要动态增删
  • 开发效率优先，希望使用 Add、Remove、Find 等便捷方法
  • 配合 LINQ 操作，List 支持更多扩展方法

4. 其他实用差异

• 初始化方式：数组支持简洁语法，如 new[] {1, 2, 3}；List 也支持集合初始化器 new List<int> {1, 2, 3}。
• 多维支持：数组支持多维（int[,]）和锯齿数组（int[][]）；List 只支持一维，模拟多维需 List<List<T>>，结构更复杂。
• 协变性：引用类型的数组支持协变（如 string[] 可赋给 object[]），但 List 不支持，更安全。

基本上就这些。数组更适合高性能、固定结构的场景；List 更适合日常开发中需要灵活操作的集合需求。合理选择，才能兼顾效率与可维护性。

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