使用索引作为值来扩大和缩小 List<int> 与大型布尔数组

Question

我无法确定对于我的应用程序来说，使用一个增长和缩小的 List 与使用一个大的 bool Array 是否更有效。

为了扩展这种比较和实际情况，以下是我认为我拥有的每个选项的示例：

选项 1（列表）：

public List<int> list = new List<int>();
while (true) { // game loop
    list.Add(Random.Range(0-300));
    list.Add(Random.Range(0-300));
    ...  // maximum of 10 of these can happen

    if (list.Contains(42)) { // roughly 10 - 50 of these checks can be true
        list.Remove(42);
    }
}

选项 2（数组）：

bool[] arr = new bool[300];
while (true) { // game loop
    arr[Random.Range(0-300)] = true;
    arr[Random.Range(0-300)] = true;
    ... // maximum of 10 of these can happen

    for (int i = 0; i < 300; i++) {
        if (arr[i]) { // roughly 10 - 50 of these checks can be true
            arr[i] = false;
        }
    }
}

所以基本上我的问题是：

在什么时候过多的.Contains 检查变得比for 循环在每个可能的元素上更昂贵（基于我的范围）？

重要

这不是一个列表与数组的问题。由于条件检查，数据类型很重要。所以这是一个整数列表与布尔数组的比较，因为这两个选项可以给我相同的结果。

Answer 1

我会说数组实现会快得多。除了调用List.Add(T) 或List.Remove(T) 时在内部调整数组大小的成本之外，如果您检查List implementation code。你会注意到List.Contains(T) 和List.Remove(T) 都在使用IndexOf(T)，我相信这是在内部循环/迭代列表。在您的示例中，您想调用 List.Contains(T) 和 List.Remove(T) 大约 10-50 次。这意味着在最好的情况下它会花费你 20（包含+删除），但在最坏的情况下它会花费你 (N * 50) + N 其中 N 是列表中的项目数。

有了这些信息，我可以得出结论，如果你的列表越来越大，性能会更差。

如果您更关注性能，也许值得看看HashSet 数据结构。它在look up 和remove 操作中的better performance 比List 多。

Answer 2

这是 Jon Skeet 对 for、foreach、EnumerableForEach 和 Sum 的 Array vs List 的有趣文章：

https://codeblog.jonskeet.uk/2009/01/29/for-vs-foreach-on-arrays-and-lists/

根据文章，性能是这样的：

============ int[] ============
For                 1.00
ForHoistLength      2.03
ForEach             1.36
IEnumerableForEach 15.22
Enumerable.Sum     15.73

============ List<int> ============
For                 2.82
ForHoistLength      3.49
ForEach             4.78
IEnumerableForEach 25.71
Enumerable.Sum     26.03

结果可以像 int 数组一样量化，for 循环的速度要快 2.8 倍。如果您知道数组的大小及其固定值，请使用 Array，否则使用 List。

这是另一个链接：Performance of Arrays vs. Lists

此外，对于大数据，请远离 Linq，并使用 for/foreach 循环。