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簡介

本文主要講解C# List的Contains,Exists,Any,Where性能對比問題，通過對比測試實際運行時間來研究它們之間的優劣性。

正文

在實際的開發中，我們經常會需要在一個List中查找指定的元素。而C#中提供了多種查找方法，下面我們來看一下它們之間的性能對比。

1、Contains方法

Contains方法的作用是檢查List中是否包含指定元素，其代碼實現如下：

public bool Contains(T item);

其中，item為要查找的元素。

我們可以通過如下方式來使用該方法：

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

通過控制臺測試發現，Contains方法的執行時間非常短，一般在1毫秒以下。因為該方法使用了二分查找算法，在大多數情況下，找到指定元素只需要遍歷集合的一半即可，所以執行速度非常快。

2、Exists方法

Exists方法是一個實例方法，可以使用委托作為它的參數來查找元素，其代碼實現如下：

public bool Exists(Predicate<T> match);

其中，match為一個返回bool類型的委托，它代表用來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方法的參數是一個委托，所以其執行時間比Contains方法要長。但是，當集合中元素比較多且查找條件復雜時，Exists方法的執行時間可能比Contains方法更短。

3、Any方法

Any方法用于判斷集合中是否存在滿足指定條件的元素，其代碼實現如下：

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

其中，predicate為一個返回bool類型的函數，表示用來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");

我們可以通過控制臺測試發現，Any方法的執行時間與Exists方法相當，因為它們兩個的代碼實現方式都是一樣的。

4、Where方法

Where方法用于篩選符合指定條件的元素，其代碼實現如下：

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IEnumerable，因為它只是篩選符合指定條件的元素，而并沒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等方式來獲取其返回值。

由于Where方法返回的是延遲求值的IEnumerable，其執行時間比其他方法要長一些。但是，如果需要對集合進行復雜的篩選操作時，Where方法是一個非常好用的API。

示例說明

1、簡單查找

我們創建一個包含100萬個元素的List集合，并分別使用Contains、Exists和Any方法來查找元素1的位置。執行100次，每個方法的總執行時間都會被記錄下來，并進行平均計算，得到如下測試結果：

從上面的測試結果可以看到，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？因為Contains方法使用了二分查找算法，通過在集合的中間位置取一次樣，就可以縮小查找范圍一半，這個過程會不斷迭代逼近查找目標，直到查找到目標元素或查不到為止。

2、復雜查找

我們創建一個包含100萬個元素的List集合（Person包括3個屬性：姓名、年齡、性別），并分別使用Exists和Where方法來查找年齡為18歲，且姓名中包含“張”的所有人的信息。執行100次，每個方法的總執行時間都會被記錄下來，并進行平均計算，得到如下測試結果：

從上面的測試結果可以看到，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。這是因為Where方法需要對集合進行篩選操作，并使用迭代器進行返回結果。而Exists方法只需要通過委托來判斷元素是否滿足條件，查找速度比Where方法要快。

結論

針對不同的情況，我們需要選擇不同的Method。如果集合的元素數量較小，Contains方法是最好的選擇，因為它執行效率最高。

對于復雜的查找需求，例如需要比較多個屬性或進行多重查找，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，可以適應更復雜的查找需求。

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

本文詳細講解了C# List的Contains,Exists,Any,Where性能對比問題，并給出了示例說明。希望能對讀者在實際開發中有所幫助。