C#中数组、ArrayList和List三者的区别

[引用BobWei的blog:https://www.cnblogs.com/BObwei/p/4869157.html]

在C#中，ArrayList，List都能够存储一组对象，那么这三者到底有什么样的区别呢。

数组

   数组在C#中是最早出现的。它在内存中是连续的存储的，所以索引速度很快，而且赋值与修改元素也很简单。可以利用偏移地址访问元素，时间复杂度为O(1);可以用折半查找法查找元素，效率高。

string[] s=new string[3];

//赋值
s[0]="a";
s[1]="b";
s[2]="c";

//修改
s[1]="b1";

同时，数组也有很多缺点。数组分配在一块连续的数据空间上，因此分配空间时必须确定大小。空间的连续，也导致了存储效率低，插入和删除元素效率比较低，而且麻烦。如果，要增添一个元素，需要移动大量元素，在内存中空出一个元素的空间，然后将要增加的元素放在其中。同样，你想删除一个元素，需要移动大量元素去填补被移动的元素。

还有我们在声明数组的时候，必须同时指明数组的长度，数组的长度过长，会造成内存浪费，数组和长度过短，会造成数据溢出的错误。这样如果在声明数组时我们并不清楚数组的长度，就变的很棘手了。

针对于数组的这些缺点，C#中最先提供了ArrayList对象来克服这些缺点。

ArrayList

ArrayList是.Net Framework提供的用于数据存储和检索的专用类，它是命名空间System.Collections下的一部分。它的大小是按照其中存储的数据来动态扩充与收缩的。所以，我们在声明ArrayList对象时并不需要指定它的长度。

ArrayList继承了IList接口，所以它可以很方便的进行数据的添加，插入和移除.比如：

ArrayList list = new ArrayList();

//新增数据
list.Add("abc");
list.Add(123);

//修改数据
list[2] = 345;

//移除数据
list.RemoveAt(0);

//插入数据
list.Insert(0, "hello world");

获取元素值
object value = al[index]; //al 为 ArrayList 对象，一般需要再对 value 进行类型转换，比如：int n = (int)value;
设置元素值
al[index] = value; //al 为 ArrayList 对象，index 必须小于 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)
删除元素
删除元素后，后面的元素会前移，但 Capacity 不会变化。
void ArrayList.Remove(object obj) //从前（索引 0）往后查找，删除找到的第一个和 obj 相同的元素
void ArrayList.RemoveAt(int index) //删除索引 index 对应的元素
void ArrayList.RemoveRange(int index, int count) //从索引 index 开始，删除 count 个元素
查找元素
int ArrayList.IndexOf(object value) //从前（索引 0）往后查找，返回找到的第一个和 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) //从后往前（索引 0）查找，返回找到的第一个和 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)

从上面示例看，ArrayList好像是解决了数组中所有的缺点，那么它应该就是完美的了，为什么在C#2.0后又会出现List呢？

还是从上面的示例看，在list中，我们不仅插入了字符串"abc"，而且又插入了数字123。这样在ArrayList中插入不同类型的数据是允许的。因为ArrayList会把所有插入其中的数据都当作为object类型来处理。这样，在我们使用ArrayList中的数据来处理问题的时候，很可能会报类型不匹配的错误，也就是说ArrayList不是类型安全的。既使我们保证在插入数据的时候都很小心，都有插入了同一类型的数据，但在使用的时候，我们也需要将它们转化为对应的原类型来处理。这就存在了装箱与拆箱的操作，会带来很大的性能损耗。

穿插一下装箱与拆箱的概念：

简单的来讲:

装箱：就是将值类型的数据打包到引用类型的实例中

比如将int类型的值123赋给object对象o

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

拆箱：就是从引用数据中提取值类型

比如将object对象o的值赋给int类型的变量i

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

装箱与拆箱的过程是很损耗性能的。

泛型List

正是因为ArrayList存在不安全类型与装箱拆箱的缺点，所以在C#2.0后出现了泛型的概念。而List类是ArrayList类的泛型等效类。它的大部分用法都与ArrayList相似，因为List类也继承了IList接口。最关键的区别在于，在声明List集合时，我们同时需要为其声明List集合内数据的对象类型。

List<int> list = new List<int>();
//新增数据
list.Add(123);
//修改数据
list[0] = 345;
//移除数据
list.RemoveAt(0);

上例中，如果我们往List集合中插入string字符"hello world"，IDE就会报错，且不能通过编译。这样就避免了前面讲的类型安全问题与装箱拆箱的性能问题了。

Console.WriteLine("List Test:"); 
//声明一个整型的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的遍历 
foreach(int i in lsTest) 
strTest+=i.ToString()+" "; 
//格式化后输出 
Console.Write(string.Format("Out:{0} nCount:{1}n",strTest,lsTest.Count)); 
//读取下一个按键，以便让屏幕显示数据 
Console.ReadKey();

出结果如下

程序代码
List Test: 
Out:1 3 5 7 
Count:4