IEnumerable和Array，IList和List之间有什么区别？

Question

IEnumerable和Array有什么区别？

IList和List有什么区别？

它们似乎具有相同的功能。

- chat

Answer 1

IEnumerable 仅提供了最基本的“可枚举”功能。您可以遍历序列，但仅止于此。
这有劣势；例如，使用 IEnumerable 计算元素数量或获取第 n 个元素非常低效。
但它也有优点；例如，IEnumerable 可以是无限序列，比如质数序列。

Array 是一个具有随机访问的固定大小的集合（即，您可以索引进入它）。

List 是一个具有随机访问和可变大小（即，您可以添加和删除元素）的集合。

IList 是一个接口，将列表功能（计数、添加、删除、索引器访问）与各种具体类（如 List、BindingList、ObservableCollection 等）分离。

- itowlson

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根据这里的被接受的答案https://dev59.com/unI-5IYBdhLWcg3wfoa1。IEnumerable上的Count几乎相同，因为它尝试在ICollection上调用Count。 - Karsten

是和不是。Count() 扩展方法会检查 IEnumerable 是否也是 ICollection，如果是的话，则调用其 Count 属性。如果 IEnumerable 不是 ICollection，则 Count() 会回退到迭代序列。也许我应该说“仅使用 IEnumerable 计数元素非常低效”，因为当然，IEnumerable 的存在并不妨碍您使用更有效的方法（如果对象有）来计数，LINQ to Objects 扩展方法正是这样做的。 - itowlson

Answer 2

IEnumerable是一个接口，允许遍历项的集合(例如使用foreach关键字)。

数组是.NET内置类型。它保存相同类型的项目，但其大小固定。一旦创建具有x元素的数组，它就不能增长或缩小。

IList定义列表的接口，并实现IEnumerable。

List实现了IList接口，它是一个具体的列表类型。

.NET列表和数组之间的区别在于，列表可以添加元素，它们会增长到足够大以容纳所有所需的项目。该列表在内部存储在数组中，当数组不再足够大以容纳所有元素时，将创建一个新数组并将项目复制过去。

IList和数组都实现IEnumerable。这就是接口的工作方式，类实现协定并表现出类似的行为，因此可以被类似地处理(您知道类实现IEnumerable，不需要知道具体细节)。建议您阅读关于接口等内容的相关资料。

- Mark Simpson

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为了那些不阅读所有答案的读者，添加此评论：数组和List<>都实现了IList<>（数组明确实现了其中大部分，可能是因为许多成员会抛出NotSupportedException异常）。更正确的说法是IList继承自IEnumerable，而不是实现它。 - phoog

Answer 3

IEnumerable集合的生成是延迟的。 示例：

public IEnumerable<int> GetTwoInts()
{
  yield return 1;
  yield return 2;
}
public void Something()
{
  var twoInts = GetTwoInts();
}

在方法Something中，对GetTwoInts()的调用实际上不会导致执行GetTwoInts方法，因为该枚举从未被迭代。

- row1

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请您能否详细说明一下？我不确定我是否理解正确。之后您能否展示一行代码，以便实际执行该方法？谢谢！ - paaone

@paaone 将 twoInts 放入 foreach 循环中或调用 twoInts.ToList()。 - row1

Answer 4

IEnumerable和IList是接口。Array和List是类。Array实现了IEnumerable。List实现了继承自IEnumerable的IList。

编辑：如itowlson在评论中提到，Array也实现了IList。

- jfclavette

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我也不知道！但是如果你尝试在数组上调用IList.RemoveAt会发生什么呢？ - Mark Simpson

它会抛出一个NotSupportedException异常。(请注意，IList.RemoveAt和类似的IList方法在Array上被显式实现，以便它们不会显示在普通的Array引用上！) - itowlson

@itowlson我想指出，只有System.Array（本身就是一个类）实现了IList，但T[]并没有实现IList<T>。T[]实现的是IEnumerable<T>。我认为OP在问“Array”时并不一定是要System.Array。 - usr-local-ΕΨΗΕΛΩΝ

Answer 5

IEnumerable 是一个通用的接口，被许多类（例如 Array、List 和 String）使用，以便让某人对集合进行迭代。基本上，它是驱动 foreach 语句的东西。

IList 是通常用于向最终用户公开类型为 List 的变量的方式。此接口允许随机访问底层集合。

- Dmitri Nesteruk

Answer 6

为了补充其他答案，需要注意的是，在执行foreach语句时，IList<T>和List<T>之间存在性能差异。

这是因为List<T>.GetEnumerator返回的迭代器对象是值类型，而IList<T>.GetEnumerator返回的迭代器对象是引用类型，因此需要进行内存分配（请参见Enumerator of value type of list in c#）。

在我看来，IList<T>不是一个很好的接口。例如，调用Add可能会抛出异常（请参见Why array implements IList?）。如果您需要封装，最好使用IEnumerable<T>或IReadOnlyList<T>。

- ZunTzu

Answer 7

除了其他答案之外，在使用LINQ时理解Enumerable与List/Array的区别可能会对性能产生巨大影响。简而言之，Enumerable可以被视为查询构建器，而List/Array是查询的结果。

在使用EntityFramework的LINQ to SQL上下文中，前者仅构建SQL查询，而不执行针对数据库的查询或加载任何数据到内存中，而后者则相反。这就是为什么我们要推迟调用.ToList()直到需要在内存中执行业务逻辑。

在其他上下文中，返回IEnumerable的LINQ表达式将推迟执行，直到调用.ToList()。请考虑以下示例：

void Main()
{
    var w1 = "AB".AsEnumerable();
    Console.WriteLine($"W1: 1");
    w1 = w1.Where(W1);
    Console.WriteLine($"W1: 2");
    w1 = w1.Where(W2);
    Console.WriteLine($"W1: 3");
    w1.ToList();    
    Console.WriteLine($"----------");

    var w2 = "CD".AsEnumerable();
    Console.WriteLine($"W2: 1");
    w2 = w2.Where(W1);
    Console.WriteLine($"W2: 2");
    w2 = w2.ToList();
    Console.WriteLine($"W2: 3");
    w2 = w2.Where(W2);
    Console.WriteLine($"W2: 4");
    w2.ToList();    
    Console.WriteLine($"----------");
}

bool W1(char arg)
{
    Console.WriteLine($"W1:{arg}");
    return true;
}

bool W2(char arg)
{
    Console.WriteLine($"W2:{arg}");
    return true;
}

OUTPUT:
W1: 1
W1: 2
W1: 3
W1:A
W2:A
W1:B
W2:B
----------
W2: 1
W2: 2
W1:C
W1:D
W2: 3
W2: 4
W2:C
W2:D
----------

在第一个示例中，两个 .Where() 被“附加”在一起，并在调用 .ToList() 时一起执行，项目 "A" 首先通过管道，然后是项目 "B", 因此在输出中看到 "AABB"，而在第二个示例中，如果我们立即调用 .ToList()，则 .Where() 每次都会被执行，因此看到 "CD" 然后再次看到 "CD"，输出两次。因此，每次将 Enumerable 转换为 List 或 Array 时，都会花费一个 O(n) 迭代来遍历集合中的所有项，当集合很大时，这将影响性能。

尽管我们不倾向于以这种方式编写代码，在 LINQ 调用之间调用 .ToList()，但当我们将代码分解为返回 List/Array 而不是 IEnumerable 的可重用方法时，这种情况会更频繁地发生。

然而，这并不意味着我们应该总是操作 IEnumerable。正如 towlson 所提到的那样，例如 .Count() 这样的操作将导致对集合进行迭代，而 List 或 Array 将具有预先计算的信息，因此如果您计划多次调用 .Count()，则转换为 List/Array 将更有效率。这也是为什么 List 上有一个 .Count 属性来计数，而不是一个 .Count() 方法。

- Billy Li

Answer 8

这是一篇旧帖子，但仍然想回复。 IEnumerable 是一种行为，而 Array 是一种数据结构（连续的元素集合，具有固定大小，便于通过索引访问元素）。 当一个 Array 实现 IEnumerable 时，它应该也展示 IEnumerable 的内在属性（即便于迭代集合）。

- Pramod Sharma

Answer 9

如果有人最近在阅读这个，IEnumerable 可能是惰性的，所以如果你的迭代器内部有业务逻辑，你必须小心处理：

public IEnumerable<int> GetTwoInts()
{
    Console.WriteLine("1");
    yield return 1;
    Console.WriteLine("2");
    yield return 2;
}

public void Something()
{
    var twoInts = GetTwoInts();
}

使用答案中的示例，只有在“使用”twoInts时，即在foreach循环中使用或调用ToArray时，才会调用两个Console.WriteLine，这可能不直观。

- Akira Kido