c# - 列表 与 IEnumerable

Question

我运行了以下控制台应用程序:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int n = 10000;

        Stopwatch s = new Stopwatch();
        s.Start();
        List<int> numbers = GetListNumber(n);
        foreach (var number in numbers)
        {

        }
        s.Stop();
        Console.WriteLine(s.Elapsed);
        Console.WriteLine();

        s.Restart();
        foreach (var number in GetEnumerator(n))
        {

        }
        s.Stop();
        Console.WriteLine(s.Elapsed);
        Console.ReadKey();
    }

    static List<int> GetListNumber(int n)
    {
        List<int> numbers = new List<int>();
        for (int i = 0; i < n; i++)
            numbers.Add(i);
        return numbers;
    }

    static IEnumerable<int> GetEnumerator(int n)
    {
        for (int i = 0; i < n; i++)
            yield return i;
    }
}

为了比较循环遍历集合元素所需的时间，以及使用 List 还是 IEnumerable 构建此集合更好。令我惊讶的是，List 的结果是 00:00:00.0005504，IEnumerable 的结果是 00:00:00.0016900。我期待第二种方式，IEnumerable，它会更快，因为值是动态创建的，我们不必一次添加它们中的每一个，就像在List 的情况，然后遍历它。

有人可以解释一下这个区别吗？为什么我们有这种行为而没有相反的行为。

在此先感谢您的帮助!

Answer 1

首先，您的测试方式并不能真正让您对性能差异产生有用的印象。 10000 项的迭代确实太短了；你已经可以看到这一点，因为你在几微秒内就得到了结果。相反，您应该始终尝试从中获得多秒。此外，您应该始终按顺序多次 运行相同的测试，然后取平均值。这样您就可以消除随机影响并获得更稳定的结果(另请参见 law of large numbers)。

但是，是的，迭代生成器函数可能比列表慢。这是出于不同的原因:首先，当你从一个暂停执行的函数中获取项目时，你最终会进行大量的上下文切换。我不确定这对生成器函数的优化程度如何，但你仍然必须以某种方式处理它们，所以你在那里确实会受到惩罚。

其次，列表在内部使用可根据需要动态调整大小的数组。所以最后，当你遍历一个列表时，你就是在遍历一个数组。您正在迭代内存中的一系列数字。这总是比其他任何事情都快。

最大的区别是内存方面，这应该让您考虑生成器函数而不是完整列表。创建列表时，您正在快速生成所有项目，将它们放入内存，然后再次快速迭代它们。但是您也将它们全部 放入内存中。因此，根据元素的数量，这可能意味着很大的成本。尤其是当您只需要访问一个项目一次时，这通常是不值得的。另一方面，生成器函数只需要单个项目的内存，因此在内存方面，这是非常有效的。

最后，虽然存在速度差异，但这可能无关紧要。应用程序很少会因为您决定在某处使用生成器函数而变慢。更有可能的是，您的应用程序的瓶颈在其他地方，很可能在 I/O 或网络操作中，因此在它成为问题之前您真的不应该关心它。