C# List内存分配

转载自:http://www.cnblogs.com/visionwang/archive/2013/04/24/3041379.html

有些时候由于代码的问题(确切地说是不了解framework的内存使用机制)也会导致outofmemory,一般占用大内存的情况就是list和hashtable2种结构,而这2种数据结构实际上都是使用数组作为容器存放元素的,由于数组是定长结构所以当达到上限时需要做动态扩容,动态扩容的算法都是2倍当前数组长度,数组本身又是需要连续内存作为保证,如果内存碎片过多就会导致没有连续内存可用,.net的智能垃圾回收器也没办法完全避免内存碎片(可以通过禁止垃圾回收或者降低垃圾回收频率来避免碎片,但是需要手工回收来解决内存增长问题),所以在使用list或者hashtable的时候最好能事先指定需要的最大容量上限,避免到后面因为碎片问题导致outofmemory。比如申请的初始内存块不够大,后期要分配更大内存,在本块内存区后面没有这么大的连续空闲内存,就会outofmemory。

小计:C# List的内存分配

当List<T>对象的Item元素数量超过了Capacity的数量时,List<T>对象会重新申请一块大小是原来Capacity的两倍的内存空间,然后将当前所有Item元素以及待添加元素复制到新的内存空间中。

知道了内存分配的原则,接下来就得根据这些原则来采用最优的方法保证有限的内存空间能得到合理的运用。归纳起来主要有如下你点:
1.当实例化一个List<T>对象时,如果能预知其Item元素的大致个数,应该在实例化一个List<T>对象的时候设置其Capacity值为接近于Item元素个数的最小值。这样的话可以避免在像List<T>中添加元素的时候,不断的申请内存与元素的复制。

2.当由于不断的调用Remove方法而导致Item元素的个数远远小于Capacity,就会造成内存的浪费。此时可以调用TrimExcess方法释放多余的内存。

### C# 中 `List<T>` 的内存分配与管理 `List<T>` 是 .NET Framework 提供的一种动态数组实现,内部使用数组来储元素。每当向列表中添加新元素而现有容量不足时,会触发一次扩容操作。 #### 容量与大小区别 - **Count**: 表示实际已储的元素数量。 - **Capacity**: 表示底层数组能够容纳的最大元素数而不需重新分配空间。默认情况下,创建未指定容量的 `List<T>` 实例时,其初始容量通常较小(例如4)。随着更多项被加入,它将以指数级增长模式增加容量[^3]。 #### 动态扩展机制 当 `Add()` 方法调用使得 Count 超过 Capacity 时,会发生如下过程: 1. 计算新的容量值,通常是当前容量的两倍; 2. 创建一个新的更大的数组实例; 3. 将旧数组中的所有元素复制到新数组; 4. 更新指向新数组的引用; 5. 如果必要的话,释放旧数组所占的空间等待垃圾收集器处理。 这种设计虽然简化了程序员的工作负担,但也带来了潜在的风险——频繁的重分配可能导致性能瓶颈以及内存碎片化问题。 ```csharp // 初始化具有特定容量的 List<int> var list = new List<int>(initialCapacity: 10_000); for (int i = 0; i < 9_000; ++i) { list.Add(i); // 不会引起额外的再分配动作 } Console.WriteLine($"Current capacity is {list.Capacity}."); ``` 为了避免不必要的内存分配和提高程序效率,在预知集合大致规模的情况下应提前设置合理的初始容量。这不仅减少了因多次调整尺寸带来的开销,还降低了发生 OutOfMemoryException 的可能性。
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