C# 泛型集合 List<T> 完整指南：動態容量、索引器與效能特性

List<T> 核心特性

• 動態陣列實作，自動擴容
• 實作 IList<T>、ICollection<T>、IEnumerable<T>
• 提供 Item 索引器（list[i] 語法）
• 型別安全，免裝箱/拆箱

基本操作範例

var empList = new List();
var intList = new List();

// 新增元素
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
    empList.Add(new Employee(i + 100));
    intList.Add(i * 5);
}

// 索引器存取
for (int i = 0; i < intList.Count; i++)
    Console.Write($"{intList[i]} "); // 0 5 10 15 20

// 容量屬性
Console.WriteLine($"\nCapacity: {empList.Capacity}"); // 預設 4 (.NET Core) 或 16 (.NET Framework)

容量管理機制

擴容策略

• 預設初始容量：4（.NET Core / .NET 5+）或 16（.NET Framework）
• 擴容因子：2 倍（新容量 = 當前容量 × 2）
• 手動控制：Capacity 屬性可讀寫，設定較小值會截斷資料

效能影響

// 預知大致筆數時預先配置，避免多次擴容複製
var list = new List(10000); // 直接配置 10000 容量
list.AddRange(largeData);        // 單次複製完成

常用方法分類

進階用法

Predicate 委派查找

var adults = empList.FindAll(e => e.Age >= 18);
var firstSenior = empList.Find(e => e.Age >= 60);
var index = empList.FindIndex(e => e.Name.StartsWith("A"));

自訂排序

empList.Sort((a, b) => a.Name.CompareTo(b.Name)); // 委派
empList.Sort(new EmployeeNameComparer());         // IComparer

轉換與投影

var names = empList.ConvertAll(e => e.Name);     // List
var array = empList.ToArray();                   // Employee[]
var readonlyList = empList.AsReadOnly();         // ReadOnlyCollection

效能比較：List<T> vs Array vs ArrayList

最佳實踐

1. 預知大小用建構式指定初始容量
2. 頻繁增刪中間元素考慮 LinkedList<T>
3. 唯讀傳遞用 AsReadOnly() 或 IReadOnlyList<T>
4. 避免在迴圈中重複存取 Count 屬性（雖然 JIT 會優化）