请解释C中List和Array的区别

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在 C# 中，List<T> 和 Array 是两种常用的数据结构，但它们有显著的区别。以下是它们的主要区别及特点：

1. 类型定义和灵活性

• Array: 是固定大小的集合，其大小在初始化时确定后就不能改变。int[] numbers = new int[5]; // 创建大小为 5 的数组
• List: 是动态大小的集合，其大小会随着元素的添加或删除而自动调整。List<int> numbers = new List<int>(); // 创建空的 List，可以动态添加元素 numbers.Add(1);

2. 内部实现

• Array:实际上是一个连续的内存块。在性能上较优，因为没有动态调整大小的开销。
• List:内部实现基于动态数组，初始容量较小，当元素超过容量时会分配一个更大的数组并复制原有数据。

3. 数据类型

• Array: 支持一维、多维、交错数组（Jagged Array）。int[,] multiArray = new int[2, 3]; // 多维数组 int[][] jaggedArray = new int[2][]; // 交错数组 jaggedArray[0] = new int[3]; jaggedArray[1] = new int[5];
• List: 只支持一维结构。List<List<int>> listOfLists = new List<List<int>>();

4. 可变性

• Array: 大小固定，无法动态添加或删除元素。
• List: 大小动态可变，可以随时添加或删除元素。numbers.RemoveAt(0); // 删除指定索引的元素

5. 类型安全性

• Array:数组可以是非泛型的，例如 ArrayList，这种情况下可能会导致装箱和拆箱。泛型数组（如 int[]）是类型安全的。
• List: 是泛型类型，始终类型安全，避免了装箱和拆箱的问题。List<string> names = new List<string>(); names.Add(“Alice”); // 类型安全

6. 方法和功能

• Array: 提供的功能较少，主要用于简单的存储和访问。可以使用 System.Array 类的静态方法，如 Array.Sort 和 Array.Find。Array.Sort(numbers); // 对数组排序
• List: 提供了丰富的方法，如添加、插入、删除、查找、排序等。numbers.Add(10); numbers.Remove(5); numbers.Sort();

7. 性能

• Array: 由于其大小固定，操作性能通常比 List<T> 高，尤其是在频繁访问元素时。
• List: 有动态调整大小的开销，但在正常使用中性能差异通常可以忽略不计。

8. 可枚举性

• 两者都实现了 IEnumerable 接口，可以使用 foreach 遍历。foreach (var item in numbers) { Console.WriteLine(item); }

9. 使用场景

10. 示例代码对比

Array 示例:

int[] numbers = new int[3]; numbers[0] = 1; numbers[1] = 2; numbers[2] = 3; foreach (var num in numbers) { Console.WriteLine(num); } 

List 示例:

List<int> numbers = new List<int>(); numbers.Add(1); numbers.Add(2); numbers.Add(3); foreach (var num in numbers) { Console.WriteLine(num); } 

总结

• 如果数据大小是固定的，选择 Array，因为它的性能更优。
• 如果需要动态大小或频繁修改数据的集合，选择 List<T>，因为它更灵活，功能更强大。