List<T>.AddRange实现次优

Question

分析我的C#应用程序表明，在List<T>.AddRange上花费了大量的时间。使用Reflector查看此方法中的代码表明它调用了List<T>.InsertRange，其实现方式如下：

public void InsertRange(int index, IEnumerable<T> collection)
{
    if (collection == null)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.collection);
    }
    if (index > this._size)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException(ExceptionArgument.index, ExceptionResource.ArgumentOutOfRange_Index);
    }
    ICollection<T> is2 = collection as ICollection<T>;
    if (is2 != null)
    {
        int count = is2.Count;
        if (count > 0)
        {
            this.EnsureCapacity(this._size + count);
            if (index < this._size)
            {
                Array.Copy(this._items, index, this._items, index + count, this._size - index);
            }
            if (this == is2)
            {
                Array.Copy(this._items, 0, this._items, index, index);
                Array.Copy(this._items, (int) (index + count), this._items, (int) (index * 2), (int) (this._size - index));
            }
            else
            {
                T[] array = new T[count];          // (*)
                is2.CopyTo(array, 0);              // (*)
                array.CopyTo(this._items, index);  // (*)
            }
            this._size += count;
        }
    }
    else
    {
        using (IEnumerator<T> enumerator = collection.GetEnumerator())
        {
            while (enumerator.MoveNext())
            {
                this.Insert(index++, enumerator.Current);
            }
        }
    }
    this._version++;
}

private T[] _items;

可以说，接口的简单性(只有一个过载的InsertRange)证明运行时类型检查和转换的性能开销是合理的。但是，我用(*)指出的这三行背后的原因是什么呢？我认为它可以改写成更快的替代方案：

is2.CopyTo(this._items, index);

你认为没有理由不使用这一简单和明显更快的替代方案吗？

编辑：

谢谢你的回答。因此，大家一致认为，这是一种针对以缺陷/恶意方式实现CopyTo的输入集合的保护措施。在我看来，经常支付1)运行时类型检查( 2)临时数组的动态分配(动态分配)是复制操作的两倍的代价似乎是一种过度，当所有这些都可以通过定义2或几个InsertRange重载来保存的时候，一个是现在的IEnumerable，第二个是List<T>，第三个是T[]。后两者可以实现，运行速度大约是当前情况的两倍。

编辑2:

我确实实现了一个类FastList，与List完全相同，只不过它还提供了一个AddRange重载，其中包含一个T[]参数。此重载不需要动态类型验证和元素的双重复制。我通过向最初是emtpy的列表中添加了1000次4字节数组来分析这个FastList.AddRange与List.AddRange之间的关系。我的实现以9(9！)的倍数超过了标准List.AddRange的速度。在我们的应用程序的一个重要使用场景中，List.AddRange占用了大约5%的运行时，用提供更快AddRange的类替换List可以使应用程序运行时提高4%。

Answer 1

这是个好问题，我正努力想出一个理由。参考源中没有提示。一种可能是，当实现ICollection<>.CopyTo()方法的类反对复制到0以外的开始索引时，它们试图避免出现问题。或者作为一种安全措施，防止集合干扰它不应该访问的数组元素。

另一种情况是，当集合以线程不安全的方式使用时，这是一种对策。如果一个项是由另一个线程添加到集合中的，那么失败的将是集合类的CopyTo()方法，而不是微软代码。合适的人会接到服务电话。

这些都不是很好的解释。

Answer 2

如果您考虑一下解决方案，如果您以这种方式更改代码，那么您的解决方案就会出现问题，您实际上是在赋予应该添加到内部数据结构的访问权限的集合。

这不是一个好主意，例如，如果列表数据结构的作者想出了比数组更好的底层结构来存储数据，那么就无法更改List的实现，因为所有集合都期望将一个数组放入CopyTo函数。

本质上，您将巩固List类的实现，尽管面向对象编程告诉我们，数据结构的内部实现应该是可以更改的，而不会破坏其他代码。