前言

简单介绍一下list。

正文

这里以list为介绍。

private static readonly T[] s_emptyArray = new T[0];
public List()
{
this._items = List<T>.s_emptyArray;
}

list 本质是一个数组。

同样我们可以指定容量,如果我们知道了我们大概需要多少数据,那么我们可以指定一下,这样避免了resize的损耗。

就跟我们操作系统一样,提前申请内存大小。所以我们程序一般都有一个申请内存,实际使用内存,内存碎片这几个概念。

添加也是很简单哈。

public void Add(T item)
{
++this._version;
T[] items = this._items;
int size = this._size;
if ((uint) size < (uint) items.Length)
{
this._size = size + 1;
items[size] = item;
}
else
this.AddWithResize(item);
}

判断是否满了,如果没满直接存到数组里面去,如果满了,那么resize一下。

看下resize。

private void AddWithResize(T item)
{
int size = this._size;
this.EnsureCapacity(size + 1);
this._size = size + 1;
this._items[size] = item;
}

然后看一下扩容步骤。

private void EnsureCapacity(int min)
{
if (this._items.Length >= min)
return;
int num = this._items.Length == 0 ? 4 : this._items.Length * 2;
if ((uint) num > 2146435071U)
num = 2146435071;
if (num < min)
num = min;
this.Capacity = num;
}

首先在做了一次判断,判断是否容量够用,所以是size+1。

if (this._items.Length >= min)
return;

这里就有人问了外面不是判断了,为什么里面还有判断。

这个就是一些人喜欢谈性能的地方了,认为多此一举,如果里面不判断那么就不是一个成熟的方法,提现不出方法的封闭性,因为方法的作用是之和参数打交道,外面是什么其实是不管的。

那么可以看出,一开始是4,然后后面就是翻倍了。

然后重点看下:

 this.Capacity = num;

这个this.Capacity 并不是普通的变量,而是一个属性哈,不然你都纳闷它是怎么扩容了。

public int Capacity
{
get => _items.Length;
set
{
if (value < _size)
{
ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.value, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_SmallCapacity);
} if (value != _items.Length)
{
if (value > 0)
{
T[] newItems = new T[value];
if (_size > 0)
{
Array.Copy(_items, newItems, _size);
}
_items = newItems;
}
else
{
_items = s_emptyArray;
}
}
}
}

首先判断了不能缩容,如果缩容直接异常,其次我们注意道这个Capacity 是piblic的,也就是说我们在外部就可以直接调用。

后面逻辑就很简单创建一个新的数组,然后复制就ok了,然后重新赋值_items。

那么来看一下remove吧。

public bool Remove(T item)
{
int index = IndexOf(item);
if (index >= 0)
{
RemoveAt(index);
return true;
} return false;
}

首先是找到其位置:

public int IndexOf(T item)
=> Array.IndexOf(_items, item, 0, _size); int IList.IndexOf(object? item)
{
if (IsCompatibleObject(item))
{
return IndexOf((T)item!);
}
return -1;
}

可以看一下这个IsCompatibleObject,还是很有趣的。

private static bool IsCompatibleObject(object? value)
{
// Non-null values are fine. Only accept nulls if T is a class or Nullable<U>.
// Note that default(T) is not equal to null for value types except when T is Nullable<U>.
return (value is T) || (value == null && default(T) == null);
}

从这个说明,其实我们是可以传空对象的。

static void Main(string[] args)
{
List<object> lists = new List<object>(); lists.Add(null); Console.WriteLine(lists.Count); lists.Remove(null);
Console.ReadLine();
}

那么来看一下removeat吧。

public void RemoveAt(int index)
{
if ((uint)index >= (uint)_size)
{
ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRange_IndexException();
}
_size--;
if (index < _size)
{
Array.Copy(_items, index + 1, _items, index, _size - index);
}
if (RuntimeHelpers.IsReferenceOrContainsReferences<T>())
{
_items[_size] = default!;
}
_version++;
}

这里可以看出list的remove操作还是性能损耗很大的,尤其是大的list。

这里有没有注意道一个_version,这个有什么作用呢?

当遍历的时候我们就用的到。

internal Enumerator(List<T> list)
{
_list = list;
_index = 0;
_version = list._version;
_current = default;
} public void Dispose()
{
} public bool MoveNext()
{
List<T> localList = _list; if (_version == localList._version && ((uint)_index < (uint)localList._size))
{
_current = localList._items[_index];
_index++;
return true;
}
return MoveNextRare();
} private bool MoveNextRare()
{
if (_version != _list._version)
{
ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException_InvalidOperation_EnumFailedVersion();
} _index = _list._size + 1;
_current = default;
return false;
}

重点看上面的list,上面表面了,当我们使用foreach 进行遍历的时候,如果我们进行了删除或者添加,那么_version就会发生变化,那么可想而知会抛出异常。

例子:

static void Main(string[] args)
{
List<object> lists = new List<object>(); lists.Add("123456"); lists.Add("1231246"); lists.Add("dsadadsads"); lists.Add("eqewqew"); foreach (var item in lists)
{
if (item.ToString() == "1231246")
{
lists.Remove(item);
}
} Console.ReadLine();
}

然后就会抛出异常了。

那么这里就不介绍find了,find 就是遍历数组,找出是否相等。

哦,对了讲另外一个故事。

public int Count => _size;

count-1 就是当前插入的位置。

那么如果你想删除某个元素的时候,那么你可以进行removeat 删除,这样避免了find。

那么非常值得注意的是如果删除了其他元素,如果那么元素的位置小于你记录的位置,那么应该是位置进行减一。

以上仅是个人整理,如有错误望请指点。这个系列后面也会整理一下集合相关的源码。

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