C#集合枚举性能深度解析（List、Array、Dictionary等遍历方式全面对比）

为什么集合枚举性能重要？

在高频循环、大数据处理或性能敏感的应用（如游戏、实时系统）中，哪怕微小的性能差异，累积起来也可能导致明显的卡顿或延迟。了解不同集合的遍历效率，能帮助我们写出更高效的C#代码。

测试环境说明

为了公平比较，我们使用以下配置：

• .NET 6 或更高版本
• 集合大小：1,000,000 个整数元素
• 每种测试重复运行 10 次，取平均值
• 使用 System.Diagnostics.Stopwatch 精确计时

常见集合类型与遍历方式

我们将重点测试以下三种集合：

• int[]（数组）
• List<int>
• Dictionary<int, int>（仅遍历 Values）

每种集合分别使用以下方式遍历：

1. for 循环（适用于有索引的集合）
2. foreach 循环
3. LINQ 的 ForEach（仅限 List）

性能测试代码示例

以下是用于测试 List<int> 和 int[] 的核心代码：

using System;using System.Collections.Generic;using System.Diagnostics;using System.Linq;class Program{    static void Main()    {        const int size = 1_000_000;        var list = Enumerable.Range(1, size).ToList();        var array = list.ToArray();        // 测试 List<int> 的 foreach        var sw = Stopwatch.StartNew();        long sum = 0;        foreach (var item in list)        {            sum += item;        }        sw.Stop();        Console.WriteLine($"List<int> foreach: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");        // 测试 int[] 的 for        sw.Restart();        sum = 0;        for (int i = 0; i < array.Length; i++)        {            sum += array[i];        }        sw.Stop();        Console.WriteLine($"int[] for: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");        // 测试 int[] 的 foreach        sw.Restart();        sum = 0;        foreach (var item in array)        {            sum += item;        }        sw.Stop();        Console.WriteLine($"int[] foreach: {sw.ElapsedMilliseconds} ms");    }}

测试结果分析

在典型 x64 环境下，多次运行后得到如下近似结果（单位：毫秒）：

从结果可以看出：

• 数组（int[]）无论是 for 还是 foreach，性能几乎一致且最快。这是因为 JIT 编译器对数组做了高度优化。
• List<int> 使用 for 比 foreach 快，因为 foreach 需要创建 Enumerator 对象，带来额外开销。
• 字典（Dictionary）由于内部哈希结构，遍历成本最高，应避免在性能关键路径中频繁遍历。

优化建议：提升 C# foreach 性能

虽然 foreach 语法简洁，但在性能敏感场景，可考虑以下策略：

1. 优先使用数组：如果数据大小固定，用 int[] 而非 List<int>。
2. 对 List 使用 for 循环：当需要极致性能时，用索引访问代替 foreach。
3. 避免在循环中调用属性：例如 for (int i=0; i < list.Count; i++) 应缓存 Count 值。
4. 考虑 Span<T> 或 Memory<T>：在 .NET Core/.NET 5+ 中，这些类型提供零分配、高性能的内存访问。

总结

通过本次对 C#集合枚举性能 的全面对比，我们了解到：List vs Array 在遍历时存在明显性能差距；合理选择遍历方式（如用 for 替代 foreach）可显著提升效率；同时，理解底层机制有助于我们写出更高效的代码。

记住：在大多数业务逻辑中，可读性比微优化更重要。但在高频循环、游戏引擎、科学计算等场景，掌握 C# foreach性能 和 集合遍历优化 技巧，将让你的程序如虎添翼！

提示：实际项目中建议使用 BenchmarkDotNet 等专业工具进行精确性能分析。