C# List

概述

List<T> 是 C# 中最常用的泛型集合之一，它提供了动态数组的功能，可以存储相同类型的元素，并支持多种操作。本文档将全面介绍 List<T> 的所有主要属性和方法。

属性

Count

描述: 获取 List 中实际包含的元素数量
类型: int
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange"};
Console.WriteLine(fruits.Count); // 输出: 3

Capacity

描述: 获取或设置 List 内部数据结构在不调整大小的情况下能够容纳的元素总数
类型: int
注意: Capacity 总是大于或等于 Count
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int>(10);
Console.WriteLine(numbers.Capacity); // 输出: 10
numbers.Capacity = 20; // 显式设置容量

方法

添加元素

Add(T item)

描述: 将对象添加到 List 的末尾
参数:
- item: 要添加到 List 末尾的对象
时间复杂度: 平摊 O(1)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int>();
numbers.Add(1);
numbers.Add(2);
// numbers 现在包含 [1, 2]

AddRange(IEnumerable<T> collection)

描述: 将指定集合的元素添加到 List 的末尾
参数:
- collection: 应将其元素添加到 List 末尾的集合
时间复杂度: O(n)，其中 n 是要添加的元素数量
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2};
int[] moreNumbers = {3, 4, 5};
numbers.AddRange(moreNumbers);
// numbers 现在包含 [1, 2, 3, 4, 5]

Insert(int index, T item)

描述: 将元素插入 List 的指定索引处
参数:
- index: 应插入 item 的从零开始的索引
- item: 要插入的对象
异常: 如果 index 小于 0 或大于 Count，则抛出 ArgumentOutOfRangeException
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana"};
fruits.Insert(1, "Orange");
// fruits 现在包含 ["Apple", "Orange", "Banana"]

InsertRange(int index, IEnumerable<T> collection)

描述: 将集合中的元素插入 List 的指定索引处
参数:
- index: 应插入新元素的从零开始的索引
- collection: 应将其元素插入到 List 中的集合
时间复杂度: O(n + m)，其中 n 是 index 之后的元素数量，m 是要插入的元素数量
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 5};
int[] moreNumbers = {2, 3, 4};
numbers.InsertRange(1, moreNumbers);
// numbers 现在包含 [1, 2, 3, 4, 5]

移除元素

Remove(T item)

描述: 从 List 中移除特定对象的第一个匹配项
参数:
- item: 要从 List 中移除的对象
返回值: 如果成功移除 item，则为 true；否则为 false
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange"};
bool removed = fruits.Remove("Banana"); // removed = true
// fruits 现在包含 ["Apple", "Orange"]

RemoveAt(int index)

描述: 移除 List 的指定索引处的元素
参数:
- index: 要移除的元素的从零开始的索引
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5};
numbers.RemoveAt(2); // 移除索引为2的元素(3)
// numbers 现在包含 [1, 2, 4, 5]

RemoveAll(Predicate<T> match)

描述: 移除与指定的谓词所定义的条件相匹配的所有元素
参数:
- match: 定义要移除的元素的条件
返回值: 从 List 中移除的元素数
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5, 6};
int removed = numbers.RemoveAll(x => x % 2 == 0); // 移除所有偶数
// removed = 3 (移除了2,4,6)
// numbers 现在包含 [1, 3, 5]

RemoveRange(int index, int count)

描述: 从 List 中移除一系列元素
参数:
- index: 要移除的元素范围的从零开始的起始索引
- count: 要移除的元素数
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5, 6};
numbers.RemoveRange(1, 3); // 从索引1开始移除3个元素
// numbers 现在包含 [1, 5, 6]

Clear()

描述: 从 List 中移除所有元素
时间复杂度: O(1)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3};
numbers.Clear();
Console.WriteLine(numbers.Count); // 输出: 0

查询和操作

Contains(T item)

描述: 确定某元素是否在 List 中
参数:
- item: 要在 List 中定位的对象
返回值: 如果在 List 中找到 item，则为 true；否则为 false
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange"};
bool hasApple = fruits.Contains("Apple"); // true
bool hasGrape = fruits.Contains("Grape"); // false

ToArray()

描述: 将 List 的元素复制到新数组中
返回值: 一个包含 List 元素副本的数组
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3};
int[] numbersArray = numbers.ToArray();
// numbersArray 包含 [1, 2, 3]

Sort()

描述: 使用默认比较器对整个 List 中的元素进行排序
时间复杂度: O(n log n) 平均情况，O(n^2) 最坏情况
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {3, 1, 4, 2};
numbers.Sort();
// numbers 现在包含 [1, 2, 3, 4]

Sort(Comparison<T> comparison)

描述: 使用指定的 Comparison<T> 对整个 List 中的元素进行排序
参数:
- comparison: 比较元素时要使用的 Comparison<T>
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Cherry"};
fruits.Sort((x, y) => x.Length.CompareTo(y.Length));
// 按字符串长度排序，结果: ["Apple", "Cherry", "Banana"]

Sort(IComparer<T> comparer)

描述: 使用指定的比较器对整个 List 中的元素进行排序
参数:
- comparer: 比较元素时要使用的 IComparer<T> 实现
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Cherry"};
fruits.Sort(StringComparer.OrdinalIgnoreCase);
// 使用不区分大小写的比较器排序

Reverse()

描述: 将整个 List 中元素的顺序反转
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4};
numbers.Reverse();
// numbers 现在包含 [4, 3, 2, 1]

IndexOf(T item)

描述: 搜索指定的对象，并返回整个 List 中第一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要在 List 中定位的对象
返回值: 如果在整个 List 中找到 item 的第一个匹配项，则为该项的从零开始的索引；否则为 -1
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange"};
int index = fruits.IndexOf("Banana"); // index = 1
int notFound = fruits.IndexOf("Grape"); // notFound = -1

IndexOf(T item, int index)

描述: 搜索指定的对象，并从指定索引开始搜索，返回 List 中第一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要查找的对象
- index: 从零开始的搜索的起始索引
返回值: 找到的第一个匹配项的索引，或 -1

IndexOf(T item, int index, int count)

描述: 搜索指定的对象，并从指定索引开始搜索指定数量的元素，返回 List 中第一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要查找的对象
- index: 从零开始的搜索的起始索引
- count: 要搜索的部分中的元素数

LastIndexOf(T item)

描述: 搜索指定的对象，并返回整个 List 中最后一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要在 List 中定位的对象
返回值: 如果在整个 List 中找到 item 的最后一个匹配项，则为该项的从零开始的索引；否则为 -1
时间复杂度: O(n)
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange", "Banana"};
int lastIndex = fruits.LastIndexOf("Banana"); // lastIndex = 3

LastIndexOf(T item, int index)

描述: 搜索指定的对象，并从指定索引处开始向开始处搜索，返回 List 中最后一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要查找的对象
- index: 向后搜索的从零开始的起始索引

LastIndexOf(T item, int index, int count)

描述: 搜索指定的对象，并从指定索引处开始向开始处搜索指定数量的元素，返回 List 中最后一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- item: 要查找的对象
- index: 向后搜索的从零开始的起始索引
- count: 要搜索的部分中的元素数

Find(Predicate<T> match)

描述: 搜索与指定谓词定义的条件匹配的元素，并返回整个 List 中的第一个匹配项
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 找到的第一个匹配项，或类型 T 的默认值
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5};
int firstEven = numbers.Find(x => x % 2 == 0); // firstEven = 2

FindLast(Predicate<T> match)

描述: 搜索与指定谓词定义的条件匹配的元素，并返回整个 List 中的最后一个匹配项
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 找到的最后一个匹配项，或类型 T 的默认值
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5};
int lastEven = numbers.FindLast(x => x % 2 == 0); // lastEven = 4

FindAll(Predicate<T> match)

描述: 检索与指定谓词定义的条件匹配的所有元素
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 包含所有匹配元素的新 List<T>
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5, 6};
List<int> evenNumbers = numbers.FindAll(x => x % 2 == 0);
// evenNumbers 包含 [2, 4, 6]

FindIndex(Predicate<T> match)

描述: 搜索与指定谓词定义的条件匹配的元素，并返回整个 List 中第一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 第一个匹配项的索引，或 -1
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 3, 5, 2, 4};
int firstEvenIndex = numbers.FindIndex(x => x % 2 == 0); // firstEvenIndex = 3

FindLastIndex(Predicate<T> match)

描述: 搜索与指定谓词定义的条件匹配的元素，并返回整个 List 中最后一个匹配项的从零开始的索引
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 最后一个匹配项的索引，或 -1
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 3, 5, 2, 4};
int lastEvenIndex = numbers.FindLastIndex(x => x % 2 == 0); // lastEvenIndex = 4

ForEach(Action<T> action)

描述: 对 List 的每个元素执行指定操作
参数:
- action: 要对 List 的每个元素执行的 Action<T> 委托
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3};
numbers.ForEach(x => Console.WriteLine(x * 2));
// 输出:
// 2
// 4
// 6

GetRange(int index, int count)

描述: 创建源 List 中元素范围的浅表副本
参数:
- index: 范围开始处的从零开始的索引
- count: 范围中的元素数
返回值: 包含元素范围的新 List<T>
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5};
List<int> subList = numbers.GetRange(1, 3);
// subList 包含 [2, 3, 4]

BinarySearch(T item)

描述: 使用默认比较器在整个已排序的 List 中搜索元素，并返回该元素的从零开始的索引
参数:
- item: 要查找的对象
返回值: 找到 item 的索引，如果没找到则返回负值
注意: 调用此方法前 List 必须已排序
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 3, 5, 7, 9};
int index = numbers.BinarySearch(5); // index = 2
int notFound = numbers.BinarySearch(4); // 返回负值

BinarySearch(T item, IComparer<T> comparer)

描述: 使用指定的比较器在整个已排序的 List 中搜索元素
参数:
- item: 要查找的对象
- comparer: 比较元素时要使用的 IComparer<T> 实现

BinarySearch(int index, int count, T item, IComparer<T> comparer)

描述: 使用指定的比较器在已排序 List 的某个元素范围中搜索元素
参数:
- index: 要搜索的范围的从零开始的起始索引
- count: 要搜索的范围的长度
- item: 要查找的对象
- comparer: 比较元素时要使用的 IComparer<T> 实现

ConvertAll<TOutput>(Converter<T, TOutput> converter)

描述: 将当前 List<T> 中的元素转换为另一种类型，并返回包含转换后的元素的列表
参数:
- converter: 将每个元素从一种类型转换为另一种类型的委托
返回值: 包含转换后的元素的新 List<TOutput>
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3};
List<string> strings = numbers.ConvertAll(x => x.ToString());
// strings 包含 ["1", "2", "3"]

CopyTo(T[] array)

描述: 将整个 List 复制到兼容的一维数组中，从目标数组的开头开始
参数:
- array: 作为复制目标的一维数组
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3};
int[] array = new int[3];
numbers.CopyTo(array);
// array 现在包含 [1, 2, 3]

CopyTo(T[] array, int arrayIndex)

描述: 从目标数组的指定索引处开始，将整个 List 复制到兼容的一维数组中
参数:
- array: 作为复制目标的一维数组
- arrayIndex: array 中从零开始的索引，从此处开始复制

CopyTo(int index, T[] array, int arrayIndex, int count)

描述: 从目标数组的指定索引处开始，将 List 中某个范围的元素复制到兼容的一维数组中
参数:
- index: 源 List 中从零开始的索引，从此处开始复制
- array: 作为复制目标的一维数组
- arrayIndex: array 中从零开始的索引，从此处开始复制
- count: 要复制的元素数

Exists(Predicate<T> match)

描述: 确定 List 是否包含与指定谓词定义的条件匹配的元素
参数:
- match: 定义要搜索的元素的条件
返回值: 如果 List 包含一个或多个与指定谓词定义的条件匹配的元素，则为 true；否则为 false
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {1, 2, 3, 4, 5};
bool hasEven = numbers.Exists(x => x % 2 == 0); // true

TrueForAll(Predicate<T> match)

描述: 确定 List 中的每个元素是否都与指定谓词定义的条件匹配
参数:
- match: 定义要检查元素的条件
返回值: 如果 List 中的每个元素都与指定谓词定义的条件匹配，则为 true；否则为 false
示例:

csharp

List<int> numbers = new List<int> {2, 4, 6, 8};
bool allEven = numbers.TrueForAll(x => x % 2 == 0); // true

索引器

list[int index]

描述: 获取或设置指定索引处的元素
参数:
- index: 要获取或设置的元素的从零开始的索引
异常: 如果 index 小于 0 或大于等于 Count，则抛出 ArgumentOutOfRangeException
示例:

csharp

List<string> fruits = new List<string> {"Apple", "Banana", "Orange"};

// 获取元素
string first = fruits[0]; // "Apple"

// 设置元素
fruits[1] = "Grape";
// fruits 现在包含 ["Apple", "Grape", "Orange"]

性能考虑

随机访问（通过索引）非常快，时间复杂度为 O(1)
在列表末尾添加/删除元素通常是 O(1)，但如果需要调整容量则为 O(n)
在列表中间插入/删除元素是 O(n) 操作
搜索未排序列表是 O(n) 操作
对大型列表频繁操作时，考虑预先设置 Capacity 以减少重新分配

线程安全

List<T> 不是线程安全的。如果多个线程需要同时访问 List<T>，必须使用锁或其他同步机制来确保线程安全。

最佳实践

如果知道最终大小，预先设置 Capacity 可以提高性能
对于频繁的插入/删除操作，考虑使用 LinkedList<T>
对于只读操作，考虑使用 ReadOnlyCollection<T> 包装器
使用 Find 系列方法代替 Where + FirstOrDefault 可以提高性能

C# List ​

概述 ​

属性 ​

Count ​

Capacity ​

方法 ​

添加元素 ​

Add(T item) ​

AddRange(IEnumerable<T> collection) ​

Insert(int index, T item) ​

InsertRange(int index, IEnumerable<T> collection) ​

移除元素 ​

Remove(T item) ​

RemoveAt(int index) ​

RemoveAll(Predicate<T> match) ​

RemoveRange(int index, int count) ​

Clear() ​

查询和操作 ​

Contains(T item) ​

ToArray() ​

Sort() ​

Sort(Comparison<T> comparison) ​

Sort(IComparer<T> comparer) ​

Reverse() ​

IndexOf(T item) ​

IndexOf(T item, int index) ​

IndexOf(T item, int index, int count) ​

LastIndexOf(T item) ​

LastIndexOf(T item, int index) ​

LastIndexOf(T item, int index, int count) ​

Find(Predicate<T> match) ​

FindLast(Predicate<T> match) ​

FindAll(Predicate<T> match) ​

FindIndex(Predicate<T> match) ​

FindLastIndex(Predicate<T> match) ​

ForEach(Action<T> action) ​

GetRange(int index, int count) ​

BinarySearch(T item) ​

BinarySearch(T item, IComparer<T> comparer) ​

BinarySearch(int index, int count, T item, IComparer<T> comparer) ​

ConvertAll<TOutput>(Converter<T, TOutput> converter) ​

CopyTo(T[] array) ​

CopyTo(T[] array, int arrayIndex) ​

CopyTo(int index, T[] array, int arrayIndex, int count) ​

Exists(Predicate<T> match) ​

TrueForAll(Predicate<T> match) ​

索引器 ​

list[int index] ​

性能考虑 ​

线程安全 ​

最佳实践 ​

C# List

概述

属性

Count

Capacity

方法

添加元素

Add(T item)

AddRange(IEnumerable<T> collection)

Insert(int index, T item)

InsertRange(int index, IEnumerable<T> collection)

移除元素

Remove(T item)

RemoveAt(int index)

RemoveAll(Predicate<T> match)

RemoveRange(int index, int count)

Clear()

查询和操作

Contains(T item)

ToArray()

Sort()

Sort(Comparison<T> comparison)

Sort(IComparer<T> comparer)

Reverse()

IndexOf(T item)

IndexOf(T item, int index)

IndexOf(T item, int index, int count)

LastIndexOf(T item)

LastIndexOf(T item, int index)

LastIndexOf(T item, int index, int count)

Find(Predicate<T> match)

FindLast(Predicate<T> match)

FindAll(Predicate<T> match)

FindIndex(Predicate<T> match)

FindLastIndex(Predicate<T> match)

ForEach(Action<T> action)

GetRange(int index, int count)

BinarySearch(T item)

BinarySearch(T item, IComparer<T> comparer)

BinarySearch(int index, int count, T item, IComparer<T> comparer)

ConvertAll<TOutput>(Converter<T, TOutput> converter)

CopyTo(T[] array)

CopyTo(T[] array, int arrayIndex)

CopyTo(int index, T[] array, int arrayIndex, int count)

Exists(Predicate<T> match)

TrueForAll(Predicate<T> match)

索引器

list[int index]

性能考虑

线程安全

最佳实践