将值分配给列表与数组和 ArgumentOutOfRangeException

Question

为什么给List赋值必须用Add，而给数组赋值可以用[]操作符？

例如：

    string[] y = new string[10];
    y[0] = "asdf"; //fine

    List<string> x = new List<string>(10);
    x[0] = "asdf"; //ArgumentOutOfRangeException 

两者不应该有相同的行为吗？

Answer 1

查看 List(of T) 的源代码，您会看到索引属性 getter/setter 如下所示：

    // Sets or Gets the element at the given index.
    //
    public T this[int index] {
        get { 
            // Fllowing trick can reduce the range check by one
            if ((uint) index >= (uint)_size) { 
                ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(); 
            }
            return _items[index]; 
        }
        set {
            if ((uint) index >= (uint)_size) {
                ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(); 
            }
            _items[index] = value; 
            _version++; 
        }
    } 

请注意，在设置 List 的内部数组中的相应项之前，它首先检查私有 _size 变量以确保它在范围内。但是，_size 未设置为数组的大小。大小在 List 的各种 Add/Remove 方法中递增/递减，因此即使您实例化一个初始容量为 10 的列表，这也是 List 数组的 internal 容量。这是构造函数：

    // Constructs a List with a given initial capacity. The list is
    // initially empty, but will have room for the given number of elements 
    // before any reallocations are required. 
    //
    public List(int capacity) { 
        if (capacity < 0) ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.capacity, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_SmallCapacity);
        _items = new T[capacity];
    }

除非您使用 Add/Remove/AddRange/etc，否则不会设置 _size（因此保持其初始值 0）。或使用接受 IEnumerable 的构造函数（在这种情况下，大小取决于 IEnumerable 中的项目数）。

如果您考虑一下，这是有道理的。列表的想法是，当容量需要更改时，您不必担心数字索引和调整大小/复制数组的复杂性（和丑陋）。在 List 实例化之后，内部数组的大小应该与开发人员无关。如果您想对内部数组的使用方式进行微观管理，那么您应该创建自己的实现，或者只使用数组。

Answer 2

您实现数组的方式是正确的。

数组的大小需要在创建时声明。没有办法解决这个问题。

不过，列表的大小更加灵活。您可以根据需要添加任意数量的元素，而无需声明初始大小。但是，添加元素后，您可以通过它们的索引号访问或编辑它们。这是一个例子。

您遇到了该异常，因为从技术上讲，在您实际向其添加值之前，列表不会填充索引。让我知道这是否可以解决问题。

    //You can add your elements when you instantiate it
    List<string> names = new List<string>{"Alex", "Tommy", "Bob"};

    //Or you can add them later
    List<string> cities = new List<string>();

    cities.Add("Denver");
    cities.Add("New York");

    //Now that they are created you can access or edit any of the elements within them.
    names[2] = "Gerard";
    cities[1] = "San Francisco";

Answer 3

列表的内部结构与array 不同。虽然在array 中，您在其定义中定义了一定大小的项目，但拥有这些对象所需的内存量由 CLR 在内存中重新分配。

在list<T> 中，您可以定义列表中的最大项目数。这就是（部分）您必须调用Add 方法来在list<T> 中添加对象的原因。您可以像在构造函数中所做的那样为列表定义初始 Capacity。如果您需要添加的容量超过容量，列表将为您重新排列。该框架会为您管理列表中有多少项目。

另一个重要的事情是，在这两种情况下，您都可以通过index 访问。示例：

var obj = list[1];
var obj2 = array[1];

如果您在list<T>/array 上没有1 索引，则在array 中，您将获得default(T)（考虑T 作为您的类型）并在列出您将获得Exception。

Answer 4

此构造函数不会在列表中创建任何元素。它只是为可以添加到此列表中的项目保留内存。 您仍然必须手动将项目插入列表，然后才能以这种方式使用。

更新： 当您处理大型集合时，这种重载可以帮助您，并且您几乎可以肯定您会将大约 N 个项目放入您的列表中。因此，您可以在创建时保留内存，并在将项目添加到此列表时避免内存分配（有时可能会很慢）。