IEnumerable <T> .ToArray()如何工作？

Question

这是一个两遍算法吗？即,它迭代枚举一次以计算元素的数量,以便它可以分配数组,然后再次传递插入它们？

它是否循环一次,并继续调整阵列的大小？

或者它是否使用像List这样的中间结构(可能在内部调整数组大小)？

Answer 1

它使用中间结构.涉及的实际类型是Buffer,它是框架中的内部结构.实际上,这种类型有一个数组,每次完整时都会复制它以分配更多空间.这个数组的长度为4(在.NET 4中,它是一个可能会改变的实现细节),因此在执行ToArray时可能最终会分配和复制很多.

不过,有一个优化的地方.如果源实现ICollection<T>,它使用Count from the从头开始分配正确的数组大小.

Answer 2

首先,它检查源是否是一个ICollection<T>,在这种情况下,它可以调用源的ToArray()方法.

否则,它只列举一次源.因为它枚举它将项目存储到缓冲区数组中.每当它到达缓冲区数组的末尾时,它就会创建一个大小为两倍的新缓冲区并复制旧元素.枚举完成后,它返回缓冲区(如果它的大小正确)或将项目从缓冲区复制到一个完全正确大小的数组中.

这是操作的伪源代码:

public static T[] ToArray<T>(this IEnumerable<T> source)
{
    T[] items = null;
    int count = 0;

    foreach (T item in source)
    {
        if (items == null)
        {
            items = new T[4];
        }
        else if (items.Length == count)
        {
            T[] destinationArray = new T[count * 2];
            Array.Copy(items, 0, destinationArray, 0, count);
            items = destinationArray;
        }
        items[count] = item;
        count++;
    }

    if (items.Length == count)
    {
        return items;
    }
    T[] destinationArray = new TElement[count];
    Array.Copy(items, 0, destinationArray, 0, count);
    return destinationArray;
}

Answer 3

像这样(通过.NET Reflector):

public static TSource[] ToArray<TSource>(this IEnumerable<TSource> source)
{
    if (source == null)
    {
        throw Error.ArgumentNull("source");
    }
    Buffer<TSource> buffer = new Buffer<TSource>(source);
    return buffer.ToArray();
}

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
internal struct Buffer<TElement>
{
    internal TElement[] items;
    internal int count;
    internal Buffer(IEnumerable<TElement> source)
    {
        TElement[] array = null;
        int length = 0;
        ICollection<TElement> is2 = source as ICollection<TElement>;
        if (is2 != null)
        {
            length = is2.Count;
            if (length > 0)
            {
                array = new TElement[length];
                is2.CopyTo(array, 0);
            }
        }
        else
        {
            foreach (TElement local in source)
            {
                if (array == null)
                {
                    array = new TElement[4];
                }
                else if (array.Length == length)
                {
                    TElement[] destinationArray = new TElement[length * 2];
                    Array.Copy(array, 0, destinationArray, 0, length);
                    array = destinationArray;
                }
                array[length] = local;
                length++;
            }
        }
        this.items = array;
        this.count = length;
    }

    internal TElement[] ToArray()
    {
        if (this.count == 0)
        {
            return new TElement[0];
        }
        if (this.items.Length == this.count)
        {
            return this.items;
        }
        TElement[] destinationArray = new TElement[this.count];
        Array.Copy(this.items, 0, destinationArray, 0, this.count);
        return destinationArray;
    }
}