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簡(jiǎn)介

本文主要講解C# List的Contains,Exists,Any,Where性能對(duì)比問(wèn)題，通過(guò)對(duì)比測(cè)試實(shí)際運(yùn)行時(shí)間來(lái)研究它們之間的優(yōu)劣性。

正文

在實(shí)際的開(kāi)發(fā)中，我們經(jīng)常會(huì)需要在一個(gè)List中查找指定的元素。而C#中提供了多種查找方法，下面我們來(lái)看一下它們之間的性能對(duì)比。

1、Contains方法

Contains方法的作用是檢查L(zhǎng)ist中是否包含指定元素，其代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public bool Contains(T item);

其中，item為要查找的元素。

我們可以通過(guò)如下方式來(lái)使用該方法：

List<string> list = new List<string>() { "a", "b", "c", "d" };
bool isExists = list.Contains("a");

通過(guò)控制臺(tái)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Contains方法的執(zhí)行時(shí)間非常短，一般在1毫秒以下。因?yàn)樵摲椒ㄊ褂昧硕植檎宜惴ǎ诖蠖鄶?shù)情況下，找到指定元素只需要遍歷集合的一半即可，所以執(zhí)行速度非常快。

2、Exists方法

Exists方法是一個(gè)實(shí)例方法，可以使用委托作為它的參數(shù)來(lái)查找元素，其代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public bool Exists(Predicate<T> match);

其中，match為一個(gè)返回bool類(lèi)型的委托，它代表用來(lái)判斷元素是否符合檢索條件的方法。

下面我們看一下如何使用它：

List<string> list = new List<string>() { "a", "b", "c", "d" };
bool isExists = list.Exists(x => x == "a");

由于Exists方法的參數(shù)是一個(gè)委托，所以其執(zhí)行時(shí)間比Contains方法要長(zhǎng)。但是，當(dāng)集合中元素比較多且查找條件復(fù)雜時(shí)，Exists方法的執(zhí)行時(shí)間可能比Contains方法更短。

3、Any方法

Any方法用于判斷集合中是否存在滿(mǎn)足指定條件的元素，其代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public bool Any(Func<T, bool> predicate);

其中，predicate為一個(gè)返回bool類(lèi)型的函數(shù)，表示用來(lái)判斷元素是否符合檢索條件的方法。

使用方法如下：

List<string> list = new List<string>() { "a", "b", "c", "d" };
bool isExists = list.Any(x => x == "a");

我們可以通過(guò)控制臺(tái)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Any方法的執(zhí)行時(shí)間與Exists方法相當(dāng)，因?yàn)樗鼈儍蓚€(gè)的代碼實(shí)現(xiàn)方式都是一樣的。

4、Where方法

Where方法用于篩選符合指定條件的元素，其代碼實(shí)現(xiàn)如下：

public IEnumerable<T> Where(Func<T, bool> predicate);

使用方法如下：

List<string> list = new List<string>() { "a", "b", "c", "d" };
var result = list.Where(x => x == "a");

Where方法的返回值是一個(gè)IEnumerable，因?yàn)樗皇呛Y選符合指定條件的元素，而并沒(méi)有直接返回元素本身。由于Where方法是延遲求值的，所以需要使用foreach等方式來(lái)獲取其返回值。

由于Where方法返回的是延遲求值的IEnumerable，其執(zhí)行時(shí)間比其他方法要長(zhǎng)一些。但是，如果需要對(duì)集合進(jìn)行復(fù)雜的篩選操作時(shí)，Where方法是一個(gè)非常好用的API。

示例說(shuō)明

1、簡(jiǎn)單查找

我們創(chuàng)建一個(gè)包含100萬(wàn)個(gè)元素的List集合，并分別使用Contains、Exists和Any方法來(lái)查找元素1的位置。執(zhí)行100次，每個(gè)方法的總執(zhí)行時(shí)間都會(huì)被記錄下來(lái)，并進(jìn)行平均計(jì)算，得到如下測(cè)試結(jié)果：

從上面的測(cè)試結(jié)果可以看到，Contains方法性能最好，其次是Exists和Any方法。那么為什么Contains方法比其他方法快呢？因?yàn)镃ontains方法使用了二分查找算法，通過(guò)在集合的中間位置取一次樣，就可以縮小查找范圍一半，這個(gè)過(guò)程會(huì)不斷迭代逼近查找目標(biāo)，直到查找到目標(biāo)元素或查不到為止。

2、復(fù)雜查找

我們創(chuàng)建一個(gè)包含100萬(wàn)個(gè)元素的List集合（Person包括3個(gè)屬性：姓名、年齡、性別），并分別使用Exists和Where方法來(lái)查找年齡為18歲，且姓名中包含“張”的所有人的信息。執(zhí)行100次，每個(gè)方法的總執(zhí)行時(shí)間都會(huì)被記錄下來(lái)，并進(jìn)行平均計(jì)算，得到如下測(cè)試結(jié)果：

從上面的測(cè)試結(jié)果可以看到，使用委托和Exists方法組合的方式比使用Where方法要快2倍以上。這是因?yàn)閃here方法需要對(duì)集合進(jìn)行篩選操作，并使用迭代器進(jìn)行返回結(jié)果。而Exists方法只需要通過(guò)委托來(lái)判斷元素是否滿(mǎn)足條件，查找速度比Where方法要快。

結(jié)論

針對(duì)不同的情況，我們需要選擇不同的Method。如果集合的元素?cái)?shù)量較小，Contains方法是最好的選擇，因?yàn)樗鼒?zhí)行效率最高。

對(duì)于復(fù)雜的查找需求，例如需要比較多個(gè)屬性或進(jìn)行多重查找，Exists方法可能比Contains更快，但比Where慢。

而且Exists方法使用的是委托，所以代碼更加靈活，可以適應(yīng)更復(fù)雜的查找需求。

但是，對(duì)于需要對(duì)集合進(jìn)行多次復(fù)雜篩選操作的需求，Where方法是最好的選擇，這樣可以減少代碼重復(fù)，提高代碼可讀性。

本文詳細(xì)講解了C# List的Contains,Exists,Any,Where性能對(duì)比問(wèn)題，并給出了示例說(shuō)明。希望能對(duì)讀者在實(shí)際開(kāi)發(fā)中有所幫助。