为什么将 List<T>.AddRange 方法设为通用方法对性能不利？答案

【问题标题】：Why would making List<T>.AddRange method a generic one be bad for performance?为什么将 List<T>.AddRange 方法设为通用方法对性能不利？
【发布时间】：2018-08-08 10:30:44
【问题描述】：

我正在阅读 C# 深度（第 3 版）和第 13 章，在讨论在 c# 4 中包含协变和逆变类型参数的部分中，提出了以下声明：

List.AddRange 的参数是 IEnumerable 类型的，因此在这种情况下，您将每个列表都视为一个 IEnumerable ——这在以前是不可能的。 AddRange 可以编写为具有自己类型参数的泛型方法，但事实并非如此——这样做会使一些优化变得困难或不可能。

谁能为这种说法提供一些理由？不清楚为什么它对我来说是正确的。

【问题讨论】：

把这个 sn-p 断章取意会让人很难理解它在说什么。特别是因为AddRange 有一个通用参数。但它说的是，让AddRange 接受一个不同的 类型，例如可以转换为T 的Y，会使优化变得困难。
@Mahmoud 允许实现或继承自 T 的类型
我也不明白你的问题。由于List<T> 已经是泛型，T 作为泛型参数，AddRange 也具有完全相同的参数。因此不能将另一种类型的实例添加到列表中。那么你的问题是什么？
无论如何：为什么这个问题的投票率如此之高，尽管似乎没有人理解它？
我的猜测是 Jon 暗示了类似 void AddRange<TDerived>(IEnumerable<TDerived> collection) where TDerived : T 的签名，但这意味着您需要迭代新项目而不是可能使用 Array.Copy 作为 it does now？跨度>

标签： c# .net performance generics covariance

【解决方案1】：

我猜它不是写成void AddRange<T>(IEnumerable<T> items) 是因为当IEnumerable<T> 是ICollection<T> 时它所做的优化。当IEnumerable<T>为ICollection<T>时，AddRange内部调用ICollection<T>.CopyTo，其第一个参数为T[]。（注意List<T> 的底层存储机制是T[]）。

基类型的数组与派生类型的数组不同，因此您不能这样做，例如：

object[] objs = new object[4];
var collection = (new string[4]) as ICollection<string>;
collection.CopyTo(objs,0); //Cannot convert object[] to string[]

这是“不可能”的优化。

您可以在此处查看源代码： https://referencesource.microsoft.com/#mscorlib/system/collections/generic/list.cs,79de3e39e69a4811

似乎AddRange 应该检查T[] 和List<T>，并在这些情况下执行Array.Copy，但我猜是-100。你可能会对Array.ToArray() 没有做的事情感到有些惊讶。

【讨论】：

是的，我想这基本上就是我想要的。完全有可能这是一个不正确的断言，但我认为这是我当时的推理路线。

【解决方案2】：

我认为原因是IEnumerable<T> 可能只包含类型/实现接口T 的对象，并且需要在AddRange<T2> 中的每个元素上检查此条件

让我们尝试一些会因泛型AddRange 而崩溃的代码

public class MyClass1 : IFoo, IBar
{
  /* some code */
}

public class MyClass2 : IFoo
{
  /* some code */
}

var fooList = new List<IFoo>
{
  new MyClass1(),
  new MyClass2()
}
var barList = new List<IBar>();
barList.AddRange<IFoo>(fooList);

现在，问题是，它应该如何反应？您可以将MyClass1 的对象添加到barList，因为它实现了IBar，但是当您尝试添加MyClass2 时会发生什么？我们需要在添加之前检查列表中的每个元素，以防止抛出异常。

【讨论】：

但是添加类型约束可以解决这个问题。
但是一旦你添加了类型约束，就没有实际意义了，因为如果你创建AddRange<T2> where T2:T，你可以只拥有AddRange<T>，这是一回事。你可以有AddRange<T2> where T2:IConvertible，然后在里面调用ToType(T)。那么，有道理吗？显然，对这种通用 AddRange 的任何需求首先都是糟糕的代码设计。