为什么 AddRange 比使用 foreach 循环更快？

Question

var fillData = new List<int>();
for (var i = 0; i < 100000; i++)
     fillData.Add(i);

var stopwatch1 = new Stopwatch();
stopwatch1.Start();

var autoFill = new List<int>();
autoFill.AddRange(fillData);
stopwatch1.Stop();

var stopwatch2 = new Stopwatch();
stopwatch2.Start();

var manualFill = new List<int>();

foreach (var i in fillData)
    manualFill.Add(i);
stopwatch2.Stop();

当我从4个结果stopwach1和stopwach2 ， stopwatch1比一直较低值stopwatch2 。 这意味着addrange总是比foreach快。 有谁知道为什么？

Answer 1

潜在地， AddRange可以检查传递给它的值在哪里实现IList或IList<T> 。 如果是，它可以找出范围内有多少个值，因此需要分配多少空间……而foreach循环可能需要重新分配几次。

此外，即使在分配之后， List<T>也可以使用IList<T>.CopyTo向底层数组执行批量复制（当然，对于实现IList<T>范围。）

我怀疑你会发现，如果你再次尝试你的测试，但使用Enumerable.Range(0, 100000)作为fillData而不是List<T> ，两者将花费大约相同的时间。

Answer 2

如果您使用的是Add ，它会根据需要逐渐调整内部数组的大小（加倍），从默认的起始大小 10 (IIRC) 开始。 如果您使用：

var manualFill = new List<int>(fillData.Count);

我希望它会发生根本性的变化（不再调整大小/数据复制）。

从反射器中， AddRange在内部执行此操作，而不是成倍增长：

ICollection<T> is2 = collection as ICollection<T>;
if (is2 != null)
{
    int count = is2.Count;
    if (count > 0)
    {
        this.EnsureCapacity(this._size + count);
        // ^^^ this the key bit, and prevents slow growth when possible ^^^

Answer 3

因为AddRange检查添加项的大小并只增加一次内部数组的大小。

Answer 4

List AddRange 方法的反射器反汇编代码如下

ICollection<T> is2 = collection as ICollection<T>;
if (is2 != null)
{
    int count = is2.Count;
    if (count > 0)
    {
        this.EnsureCapacity(this._size + count);
        if (index < this._size)
        {
            Array.Copy(this._items, index, this._items, index + count, this._size - index);
        }
        if (this == is2)
        {
            Array.Copy(this._items, 0, this._items, index, index);
            Array.Copy(this._items, (int) (index + count), this._items, (int) (index * 2), (int) (this._size - index));
        }
        else
        {
            T[] array = new T[count];
            is2.CopyTo(array, 0);
            array.CopyTo(this._items, index);
        }
        this._size += count;
    }
}

正如你所看到的，有一些优化，比如确保容量（）调用和使用 Array.Copy（）。

Answer 5

使用AddRange ，集合可以增加一次数组的大小，然后将值复制到其中。

使用foreach语句，集合需要不止一次增加集合的大小。

增加 thr 大小意味着复制整个数组需要时间。

Answer 6

这就像让服务员给你送一瓶啤酒十次，然后让他一次给你送十瓶啤酒。

你认为什么更快:)

Answer 7

我想这是优化内存分配的结果。 for AddRange 内存只分配一次，而 foreach 则在每次迭代时重新分配。

AddRange 实现中也可能有一些优化（例如 memcpy）

Answer 8

在手动添加项目之前尝试初始化初始列表容量：

var manualFill = new List<int>(fillData.Count); 

Answer 9

这是因为 Foreach 循环会将循环每次获得的所有值相加，并且
AddRange() 方法将收集它作为“块”获取的所有值，并立即将该块添加到指定位置。

简单理解，这就像你有一个清单，列出了要从市场上带来的 10 件物品，这样可以更快地将所有物品一件一件或全部带出来。

Answer 10

AddRange 扩展不会遍历每个项目，而是将每个项目作为一个整体应用。 foreach 和 .AddRange 都有一个目的。 Addrange 将赢得您当前情况的速度竞赛。