在 C# 中将 IEnumerable<T> 转换为 List<T> 的最快方法

Question

在 C# 中，就编写代码所需的时间而言，使用IEnumerable 创建和填充列表的最快方法是什么？执行所需的时间呢？

我的第一个想法是这样的：

List<int> list = new List<int>();

foreach(int number in iterator)
    list.Add(number);

有没有更快的方法？

Answer 1

谈到List<T>，基本上你有两种方法，我将在下面讨论。为了清楚起见，我们假设List<T> 的分配需要固定时间（C），向List<T> 添加元素也需要固定时间。

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创建空的List<T> 并填充它

List<int> list = new List<int>(); // C
foreach(int i in iterator)
{
    list.Add(i); //n*C
}

如您所见，这种方法需要 n*C + C 时间，因此如果您忽略 C，则复杂度为 O(n)。

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在另一个IEnumerable<T>的基础上创建List<T>

List<int> list = new List<int>(iterator);

但是，迭代器的类型有一点不同：

1. 如果迭代器是ICollection<T>

   var array = new T[ICollection.Count] // C ICollection.CopyTo(array) // 来自 MSDN O(n)

2. 如果迭代器是IEnumerable<T>，和创建空一样逐项添加

因此，如果您分析复杂性，就无法避免 O(n) 复杂性。

但是...

List<T> 的增长和容量有一个警告可能会影响性能。默认 List<T> 容量为 4，如果您向 List<T> 添加超过 4 个元素，则将分配两倍于当前大小的新底层数组，并将复制元素...此过程将再次重复我们达到了List<T> 的容量。你可以想象你可能有多少不必要的复制。为了防止这种情况，最好的选择是提前用容量初始化List<T>，或者使用List<T>(ICollection<T>) ctor。

// benchmark example
var enumerable = Enumerable.Repeat(1, 1000000);
var collection = enumerable.ToList();

Stopwatch st = Stopwatch.StartNew();
List<int> copy1 = new List<int>(enumerable);
Console.WriteLine(st.ElapsedMilliseconds);

st = Stopwatch.StartNew();
List<int> copy2 = new List<int>(collection);
Console.WriteLine(st.ElapsedMilliseconds);