C#中的动态列表（ArrayList）

1、什么是ArrayList  
          ArrayList就是传说中的动态数组，用MSDN中的说法，就是Array的复杂版本，它提供了如下一些好处：  
             动态的增加和减少元素  
             实现了ICollection和IList接口  
             灵活的设置数组的大小  
   
  2、如何使用ArrayList  
          最简单的例子：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList();  
  for(   int   i=0;i<10;i++   )   //给数组增加10个Int元素  

  {
      List.Add(i);    
  }
      //..程序做一些处理  
  List.RemoveAt(5);//将第6个元素移除  
  for(   int   i=0;i<3;i++   )   //再增加3个元素  
    List.Add(i+20);   
      
  这是一个简单的例子，虽然没有包含ArrayList所有的方法，但是可以反映出ArrayList最常用的用法  
   
  3、ArrayList重要的方法和属性  
  1）构造器  
          ArrayList提供了三个构造器：  
  public   ArrayList();  
  默认的构造器，将会以默认（16）的大小来初始化内部的数组  
  public   ArrayList(ICollection);  
  用一个ICollection对象来构造，并将该集合的元素添加到ArrayList  
  public   ArrayList(int);  
  用指定的大小来初始化内部的数组  
   
  2）IsSynchronized属性和ArrayList.Synchronized方法  
          IsSynchronized属性指示当前的ArrayList实例是否支持线程同步，而ArrayList.Synchronized静态方法则会返回一个ArrayList的线程同步的封装。  
          如果使用非线程同步的实例，那么在多线程访问的时候，需要自己手动调用lock来保持线程同步，例如：  
  ArrayList   list   =   new   ArrayList();  
  //...  
  lock(   list.SyncRoot   )   //当ArrayList为非线程包装的时候，SyncRoot属性其实就是它自己，但是为了满足ICollection的SyncRoot定义，这里还是使用SyncRoot来保持源代码的规范性  
  {  
  list.Add(   “Add   a   Item”   );  
  }  
   
            如果使用ArrayList.Synchronized方法返回的实例，那么就不用考虑线程同步的问题，这个实例本身就是线程安全的，实际上ArrayList内部实现了一个保证线程同步的内部类，ArrayList.Synchronized返回的就是这个类的实例，它里面的每个属性都是用了lock关键字来保证线程同步。  
   
  3）Count属性和Capacity属性  
          Count属性是目前ArrayList包含的元素的数量，这个属性是只读的。  
  Capacity属性是目前ArrayList能够包含的最大数量，可以手动的设置这个属性，但是当设置为小于Count值的时候会引发一个异常。  
   
  4）Add、AddRange、Remove、RemoveAt、RemoveRange、Insert、InsertRange  
          这几个方法比较类似  
  Add方法用于添加一个元素到当前列表的末尾  
  AddRange方法用于添加一批元素到当前列表的末尾  
  Remove方法用于删除一个元素，通过元素本身的引用来删除  
  RemoveAt方法用于删除一个元素，通过索引值来删除  
  RemoveRange用于删除一批元素，通过指定开始的索引和删除的数量来删除  
  Insert用于添加一个元素到指定位置，列表后面的元素依次往后移动  
  InsertRange用于从指定位置开始添加一批元素，列表后面的元素依次往后移动  
   
          另外，还有几个类似的方法：  
  Clear方法用于清除现有所有的元素  
  Contains方法用来查找某个对象在不在列表之中  
   
          其他的我就不一一累赘了，大家可以查看MSDN，上面讲的更仔细  
  5）TrimSize方法  
          这个方法用于将ArrayList固定到实际元素的大小，当动态数组元素确定不在添加的时候，可以调用这个方法来释放空余的内存。  
  6）ToArray方法  
          这个方法把ArrayList的元素Copy到一个新的数组中。  
  4、ArrayList与数组转换  
          例1：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList();  
  List.Add(1);  
  List.Add(2);  
  List.Add(3);  
   
  Int32[]   values   =   (Int32[])List.ToArray(typeof(Int32));  
   
          例2：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList();  
  List.Add(1);  
  List.Add(2);  
  List.Add(3);  
   
  Int32[]   values   =   new   Int32[List.Count];  
  List.CopyTo(values);  
   
          上面介绍了两种从ArrayList转换到数组的方法  
   
          例3：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList();  
  List.Add(   “string”   );  
  List.Add(   1   );  
  //往数组中添加不同类型的元素  
   
  object[]   values   =   List.ToArray(typeof(object)); //正确  
  string[]   values   =   (string[])List.ToArray(typeof(string));   //错误  
   
  和数组不一样，因为可以转换为Object数组，所以往ArrayList里面添加不同类型的元素是不会出错的，但是当调用ArrayList方法的时候，要么传递所有元素都可以正确转型的类型或者Object类型，否则将会抛出无法转型的异常。  
   
   
  5、ArrayList最佳使用建议  
          这一节我们来讨论ArrayList与数组的差别，以及ArrayList的效率问题  
      1）ArrayList是Array的复杂版本  
  ArrayList内部封装了一个Object类型的数组，从一般的意义来说，它和数组没有本质的差别，甚至于ArrayList的许多方法，如Index、IndexOf、Contains、Sort等都是在内部数组的基础上直接调用Array的对应方法。  
      2）内部的Object类型的影响  
                    对于一般的引用类型来说，这部分的影响不是很大，但是对于值类型来说，往ArrayList里面添加和修改元素，都会引起装箱和拆箱的操作，频繁的操作可能会影响一部分效率。  
  但是恰恰对于大多数人，多数的应用都是使用值类型的数组。  
  消除这个影响是没有办法的，除非你不用它，否则就要承担一部分的效率损失，不过这部分的损失不会很大。  
      3）数组扩容  
  这是对ArrayList效率影响比较大的一个因素。  
  每当执行Add、AddRange、Insert、InsertRange等添加元素的方法，都会检查内部数组的容量是否不够了，如果是，它就会以当前容量的两倍来重新构建一个数组，将旧元素Copy到新数组中，然后丢弃旧数组，在这个临界点的扩容操作，应该来说是比较影响效率的。  
            例1：比如，一个可能有200个元素的数据动态添加到一个以默认16个元素大小创建的ArrayList中，将会经过：  
  16*2*2*2*2   =   256  
  四次的扩容才会满足最终的要求，那么如果一开始就以：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList(   210   );  
  的方式创建ArrayList，不仅会减少4次数组创建和Copy的操作，还会减少内存使用。  
   
            例2：预计有30个元素而创建了一个ArrayList：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList(30);  
  在执行过程中，加入了31个元素，那么数组会扩充到60个元素的大小，而这时候不会有新的元素再增加进来，而且有没有调用TrimSize方法，那么就有1次扩容的操作，并且浪费了29个元素大小的空间。如果这时候，用：  
  ArrayList   List   =   new   ArrayList(40);  
  那么一切都解决了。  
  所以说，正确的预估可能的元素，并且在适当的时候调用TrimSize方法是提高ArrayList使用效率的重要途径。  
        4）频繁的调用IndexOf、Contains等方法（Sort、BinarySearch等方法经过优化，不在此列）引起的效率损失  
  首先，我们要明确一点，ArrayList是动态数组，它不包括通过Key或者Value快速访问的算法，所以实际上调用IndexOf、Contains等方法是执行的简单的循环来查找元素，所以频繁的调用此类方法并不比你自己写循环并且稍作优化来的快，如果有这方面的要求，建议使用Hashtable或SortedList等键值对的集合。