浅析C#中数组，ArrayList与List对象的区别

在 C# 编程语言中，数组，ArrayList 和 List 都是常用的数据结构。虽然在某些场景下它们可以互相替代，但它们之间还是存在一些区别。

数组

数组是一种固定大小的、连续的数据结构，其中可以存储相同类型的元素。在 C# 中，创建数组的方式有两种。一种是使用数组初始化器，将元素的值直接传递给数组。例如：

int[] nums = { 1, 2, 3, 4 };

另一种方式是使用 new 关键字来显式地创建一个数组。例如：

int[] nums = new int[4];
nums[0] = 1;
nums[1] = 2;
nums[2] = 3;
nums[3] = 4;

由于数组是固定长度的，因此向数组中添加新元素需要重新创建一个更大的数组，并将旧数组中的元素复制到新数组中。

ArrayList

ArrayList 是 C# 中的动态数组，可以自动调整大小。它的容量会根据需要自动增加或减少。ArrayList 中可以存储任何类型的元素。例如：

ArrayList list = new ArrayList();
list.Add(1);
list.Add("two");
list.Add(new MyClass());

虽然 ArrayList 具有动态大小调整的优点，但它同样有一些缺点。例如，每次向 ArrayList 中添加新元素时，都需要进行类型检查和装箱操作，这会带来性能损失。

List

List 是 C# 中的泛型动态数组。与 ArrayList 不同，List 中只能存储指定类型的元素，是类型安全的。由于 List 是泛型的，因此在向 List 中添加新元素时，不需要进行类型检查和装箱操作，因此它的性能比 ArrayList 更好。例如：

List<int> nums = new List<int>();
nums.Add(1);
nums.Add(2);
nums.Add(3);
nums.Add(4);

如果需要在 List 中存储其他类型的元素，可以使用泛型类型参数进行指定。例如：

List<object> items = new List<object>();
items.Add(1);
items.Add("two");
items.Add(new MyClass());

从上面的例子中可以看到，List 可以存储任何类型的元素，而且性能和类型安全都比 ArrayList 更好。

示例

下面举两个例子，说明在实际应用中使用以上三种数据结构的不同场景。

示例1：统计字符串中每个字符出现的次数

string input = "Hello World";
int[] counts = new int[26];
foreach (char c in input.ToLower())
{
    if (c >= 'a' && c <= 'z')
    {
        counts[c - 'a']++;
    }
}

在这个例子中，使用数组来统计字符串中每个字符出现的次数。由于字符集大小固定为 26，因此使用数组是最合适的。而 ArrayList 和 List 对于这个例子来说，则会增加不必要的性能开销。

示例2：动态添加元素到列表并进行操作

List<int> nums = new List<int>();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
    nums.Add(i);
}
foreach (int n in nums)
{
    Console.WriteLine(n);
}

在这个例子中，使用 List 来动态添加元素并进行操作。由于需要在程序运行时动态添加元素，并且元素个数事先不确定，因此使用 List 是最合适的选择。而数组和 ArrayList 对于这个例子来说，则需要在添加元素时进行动态调整，增加了开销。