C#中大List的內存分配

之前在開發中只用到List的時候幾乎就是拿過來就用，從來沒有考慮過List的內存分配問題，試想一個有10萬元素的List的在構造和添加元素時內存是如何變化的呢？在MSDN上關於List的Capacity屬性是這麼解釋的，也就是說，當我們添加的元素數量小於等於Capacity的值時，List是不會重新調整內部數據結構，也就是不會重新申請或者分配內存，而當我們添加的元素數量大於Capacity 的值時，List就會不斷的調整內部數據結構或者重新申請分配內存，這樣的話對效率肯定會有一定的影響的。

當我們使用List<T> list = new List<T>();實例化一個List對象是，.Net Framework只是在內存中申請了一塊內存在存放list對象本身，系統此時並不知道list會有多少item元素。當我們向list添加第一個item時，list會申請能存儲4個Item元素的存儲空間，此時Capacity是4，但是當我們添加到第五個item時，此時的Capacity就會變成8，也就是當list發現元素的總數大於Capacity數量時，會主動申請並重新分配內存，當我們添加到第九個item時，Capacity不是12而是16，也就是說list每次申請的內存數量都是之前item元素數量兩倍。然後將當前所有的item元素系但添加的元素復制到新的內存。

大家可以看到，如果list需要添加的元素特別多時，list會不斷地申請心內存，復制已有元素和新加元素到新內存，這個過程會產生資源的浪費及性能問題。

如果當設置的Capacity值遠大於list的實際元素數量時，應使用TrimExcess()方法釋放點未使用的內存。

class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            List<Part> parts = new List<Part>();

            Console.WriteLine("\nCapacity: {0}", parts.Capacity);

            parts.Add(new Part() { PartName = "crank arm", PartId = 1234 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "chain ring", PartId = 1334 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "seat", PartId = 1434 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "cassette", PartId = 1534 });
            parts.Add(new Part() { PartName = "shift lever", PartId = 1634 });

            Console.WriteLine();

            foreach (Part aPart in parts)
            {
                Console.WriteLine(aPart);
            }

            Console.WriteLine("\nCapacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);

            parts.TrimExcess();
            Console.WriteLine("\nTrimExcess()");
            Console.WriteLine("Capacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);

            parts.Clear();
            Console.WriteLine("\nClear()");
            Console.WriteLine("Capacity: {0}", parts.Capacity);
            Console.WriteLine("Count: {0}", parts.Count);

            Console.Read();
        }
    }

    public class Part
    {
        public string PartName { get; set; }
        public int PartId { get; set; }
        public override string ToString()
        {
            return "ID: " + PartId + "  Name: " + PartName;
        }
    }

知道了list的Capacity及TrimExcess()方法的用處，保證有限的內存空間能夠得到合理的運行，歸納起來主要有以下幾點：

1.當我們實例化一個List對象時，如果知道最大的Item元素時，應該在實例化List<T>時制定Capacity的數量，直接使用List的構造方法public List(int capacity);就可以。

2.當由於不斷的從list中remove掉大量元素時，此時list內存仍占用一部分不需要使用的空間，造成內存的浪費，此時可以調用TrimExcess方法來釋放多余的內存。

以上是我對list的內存分配一點淺顯的理解，還請大家多多指教，歡迎拍磚。