List.Insert 是否有任何性能损失？

Question

给定一个列表：

List<object> SomeList = new List<object>();

在做什么：

SomeList.Insert(i, val);

对比

SomeList.Add(val);

有任何性能损失吗？如果是，它如何取决于：
- i - 插入索引
- SomeList.Count - 列表的大小

Answer 1

List 类是 ArrayList 类的通用等价物。它使用一个数组来实现 IList 泛型接口，该数组的大小根据需要动态增加。

(source)

意味着内部数据存储为一个数组，因此很可能要执行insert它需要移动所有元素以腾出空间，因此它的复杂度是O(N)，而@ 987654323@ 是（摊销的）常数时间 O(1) 操作，所以是。

总结 - 是的，它几乎总是会变慢，而且你的列表越大，它就会越慢。

Answer 2

如有疑问，请进行经验实验：

List<object> SomeList = new List<object>();

Stopwatch sw = new Stopwatch();
sw.Start();
for (var i = 0; i < 100000; i++)
    SomeList.Insert(0, String.Empty);
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds);
sw.Reset();

SomeList = new List<object>();
sw.Start();
for (var i = 0; i < 100000; i++)
    SomeList.Add(String.Empty);
sw.Stop();
Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

Insert 在我的机器上需要 2800 毫秒； Add 需要 0.8 毫秒。所以是的，Insert 的性能要差得多。

Answer 3

我知道这已经得到了彻底的回答，但我想指出，这些信息在 MSDN 文档中很容易获得。

The documentation for List<T>.Insert() 状态：

此方法是 O(n) 运算，其中 n 为 Count。

The documentation for List<T>.Add() 状态：

如果 Count 小于 Capacity，则此方法是 O(1) 操作。如果需要增加容量以容纳新元素，则此方法变为 O(n) 操作，其中 n 为 Count。

如果您碰巧问了这个问题，因为您希望频繁地添加到列表的前 和 后，那么要使用的适当数据结构是 @987654323 @。

Stephen Cleary 在这里提供了一个很好的 Deque 实现：http://nitodeque.codeplex.com/

Answer 4

我的第一个想法是“是的，这会降低性能，因为Insert 需要将列表中的所有项目移到一个位置以便为新项目腾出空间”——但后来我更仔细地阅读了这个问题。所以：

一般而言，Insert 需要（可能很多）更多时间，因为它需要移动列表中已有的所有项目以为新项目腾出空间，所以它是 O(n ) 对列表长度的操作（如果列表已满，则还需要调整大小，但这仍然是 O(n) 操作）。另一方面，Add 只是简单地追加新项目，而无需移动任何内容，因此速度更快——O(1) 操作（除非列表需要调整大小，如上所示）。

在这个具体示例中，如果列表一开始是空的，则不会有性能差异。

当然，所有这些都没有实际意义，因为您应该根据自己的意图来选择方法，除非您有记录在案的性能问题。

Answer 5

对于一个空列表，它没有什么不同。

但是对于其他任何事情，它必须更慢*，因为要在前面插入，整个后备数组需要向右移动一个。

*除非Add 导致Capacity 增加。

Answer 6

当然可以。

由于List<T> 由数组支持，任何要在列表开头插入的操作都必须移动（或复制）数组的所有其他元素。添加到列表末尾的操作将在恒定时间内发生，与列表中的项目数无关。

Answer 7

我建立在 Pattermiester 的性能测试基础之上。当我想到插入时，我想到了一个数组，为了添加到一个数组中，您必须指定要在 Insert 处的索引。执行 Add(0, object) 似乎违反直觉。此外，当您进行性能测试时，总是首先创建一个扔掉的运行。有时需要的时间比实际应该的要长。

结果

2.282 - Throw Away Run
2.6847 - List Insert By Index without Capacity
10544.9766 - List Insert At Index 0 without Capacity
1.8426 - List Add without Capacity
2.0835 - List Insert By Index with Capacity
1.4952 - List Add with Capacity
9323.699 - List Insert at Index 0 with Capacity

代码

        var size = 200000;
        //First test sometimes has a bad count
        List<object> SomeList = new List<object>();
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Insert(i, String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds + " - Throw Away Run");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>();
        sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size ; i++)
            SomeList.Insert(i, String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds+" - List Insert By Index without Capacity");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>();
        sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Insert(0, String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds + " - List Insert At Index 0 without Capacity");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Add(String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds+" - List Add without Capacity");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>(size);
        sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Insert(i, String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds+" - List Insert By Index with Capacity");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>(size);
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Add(String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds+" - List Add with Capacity");
        sw.Reset();

        SomeList = new List<object>(size);
        sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        for (var i = 0; i < size; i++)
            SomeList.Insert(0, String.Empty);
        sw.Stop();
        Console.WriteLine(sw.Elapsed.TotalMilliseconds + " - List Insert at Index 0 with Capacity");

所以看起来 Add 比 insert 性能要好一些。但是，如果您使用的是 Insert(0, "")，那么您肯定会扼杀性能。如果你想要最好的性能，那就是使用容量。