(七年后……)

其他几个(好的)答案集中在将会发生的微观性能差异上。

这篇文章只是一个补充，以提及由数组(T[])产生的IEnumerator<T>与由List<T>返回的IEnumerator之间存在的语义差异。

最好用例子来说明:

IList<int> source = Enumerable.Range(1, 10).ToArray();  // try changing to .ToList()

foreach (var x in source)
{
  if (x == 5)
    source[8] *= 100;
  Console.WriteLine(x);
}

上面的代码将毫无例外地运行，并产生输出:

1
2
3
4
5
6
7
8
900
10

这表明int[]返回的IEnumarator<int>并不跟踪自枚举器创建以来数组是否被修改过。

Note that I declared the local variable source as an IList<int>. In that way I make sure the C# compiler does not optimze the foreach statement into something which is equivalent to a for (var idx = 0; idx < source.Length; idx++) { /* ... */ } loop. This is something the C# compiler might do if I use var source = ...; instead. In my current version of the .NET framework the actual enumerator used here is a non-public reference-type System.SZArrayHelper+SZGenericArrayEnumerator`1[System.Int32] but of course this is an implementation detail.

现在，如果我将.ToArray()改为.ToList()，我只得到:

1
2
3
4
5

其次是一个系统。InvalidOperationException爆炸说:

修改集合;枚举操作可能无法执行。

在这种情况下，底层枚举器是公共可变值类型System. collections . generic . list ' 1+ enumerator [System. collections . generic . list]。Int32](在这种情况下，在IEnumerator<int>框内，因为我使用IList<int>)。

综上所述，List<T>生成的枚举数跟踪列表在枚举过程中是否发生变化，而T[]生成的枚举数则没有。因此，在. tolist()和. toarray()之间进行选择时，请考虑此差异。

人们经常添加一个额外的. toarray()或. tolist()来绕过一个在枚举器的生命周期内跟踪它是否被修改的集合。

(如果有人想知道List<>如何跟踪集合是否被修改，这个类中有一个私有字段_version，每当List<>被更新时，它都会被更改。实际上可以通过简单地删除索引器public T this[int index]的set访问器中增加_version的行来改变List<>的这种行为，就像最近在Dictionary<，>中所做的那样，如另一个答案所述。)

一种选择是添加自己的扩展方法，该方法返回一个只读的ICollection<T>。当您既不想使用数组/列表的索引属性，也不想从列表中添加/删除时，这可能比使用ToList或ToArray更好。

public static class EnumerableExtension
{
    /// <summary>
    /// Causes immediate evaluation of the linq but only if required.
    /// As it returns a readonly ICollection, is better than using ToList or ToArray
    /// when you do not want to use the indexing properties of an IList, or add to the collection.
    /// </summary>
    /// <typeparam name="T"></typeparam>
    /// <param name="enumerable"></param>
    /// <returns>Readonly collection</returns>
    public static ICollection<T> Evaluate<T>(this IEnumerable<T> enumerable)
    {
        //if it's already a readonly collection, use it
        var collection = enumerable as ICollection<T>;
        if ((collection != null) && collection.IsReadOnly)
        {
            return collection;
        }
        //or make a new collection
        return enumerable.ToList().AsReadOnly();
    }
}

单元测试:

[TestClass]
public sealed class EvaluateLinqTests
{
    [TestMethod]
    public void EvalTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResult = list.Select(i => i);
        var linqResultEvaluated = list.Select(i => i).Evaluate();
        list.Clear();
        Assert.AreEqual(0, linqResult.Count());
        //even though we have cleared the underlying list, the evaluated list does not change
        Assert.AreEqual(3, linqResultEvaluated.Count());
    }

    [TestMethod]
    public void DoesNotSaveCreatingListWhenHasListTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //list is not readonly, so we expect a new list
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    public void SavesCreatingListWhenHasReadonlyListTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3}.AsReadOnly();
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //list is readonly, so we don't expect a new list
        Assert.AreSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    public void SavesCreatingListWhenHasArrayTest()
    {
        var list = new[] {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        //arrays are readonly (wrt ICollection<T> interface), so we don't expect a new object
        Assert.AreSame(list, linqResultEvaluated);
    }

    [TestMethod]
    [ExpectedException(typeof (NotSupportedException))]
    public void CantAddToResultTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
        linqResultEvaluated.Add(4);
    }

    [TestMethod]
    [ExpectedException(typeof (NotSupportedException))]
    public void CantRemoveFromResultTest()
    {
        var list = new List<int> {1, 2, 3};
        var linqResultEvaluated = list.Evaluate();
        Assert.AreNotSame(list, linqResultEvaluated);
        linqResultEvaluated.Remove(1);
    }
}

一个很晚的答案，但我认为这对谷歌人有帮助。

They both suck when they created using linq. They both implement same code to resize buffer if necessary. ToArray internally uses a class to convert IEnumerable<> to array, by allocating an array of 4 elements. If that is not enough than it doubles the size by creating a new array double the size of current and copying current array to it. At the end it allocates a new array of count of your items. If your query returns 129 elements then ToArray will make 6 allocations and memory copy operations to create a 256 element array and than am another array of 129 to return. so much for memory efficiency.

ToList做同样的事情，但是它跳过了最后的分配，因为您可以在将来添加项。List不关心它是从linq查询创建的还是手动创建的。

List在内存上更好，但在cpu上更差，因为List是一个通用的解决方案，每个操作都需要范围检查，除了.net内部的数组范围检查之外。

因此，如果你将迭代你的结果集太多次，那么数组是很好的，因为它意味着比列表更少的范围检查，编译器通常优化数组的顺序访问。

如果在创建List时指定capacity参数，则它的初始化分配可以更好。在这种情况下，它将只分配数组一次，假设您知道结果大小。linq的ToList没有指定重载来提供它，因此我们必须创建扩展方法，该方法创建一个具有给定容量的列表，然后使用list <>. addrange。

为了完成这个问题，我必须写出下面的句子

At the end, you can use either an ToArray, or ToList, performance will not be so different ( see answer of @EMP ). You are using C#. If you need performance then do not worry about writing about high performance code, but worry about not writing bad performance code. Always target x64 for high performance code. AFAIK, x64 JIT is based on C++ compiler, and does some funny things like tail recursion optimizations. With 4.5 you can also enjoy the profile guided optimization and multi core JIT. At last, you can use async/await pattern to process it quicker.

我同意@mquander的观点，性能差异应该是微不足道的。但是，我想对它进行基准测试，所以我这样做了——结果是微不足道的。

Testing with List<T> source:
ToArray time: 1934 ms (0.01934 ms/call), memory used: 4021 bytes/array
ToList  time: 1902 ms (0.01902 ms/call), memory used: 4045 bytes/List

Testing with array source:
ToArray time: 1957 ms (0.01957 ms/call), memory used: 4021 bytes/array
ToList  time: 2022 ms (0.02022 ms/call), memory used: 4045 bytes/List

每个源数组/列表有1000个元素。所以你可以看到时间和记忆的差异都可以忽略不计。

我的结论是:您还可以使用ToList()，因为List<T>提供了比数组更多的功能，除非几个字节的内存确实对您很重要。

除非您只是需要一个数组来满足其他约束，否则您应该使用ToList。在大多数情况下，ToArray会比ToList分配更多的内存。

两者都使用数组进行存储，但是ToList有一个更灵活的约束。它需要数组至少与集合中的元素数量一样大。如果数组更大，这不是问题。但是ToArray需要数组的大小精确到元素的数量。

为了满足这个约束，ToArray通常比ToList多做一次分配。一旦它有了一个足够大的数组，它就会分配一个完全正确大小的数组，并将元素复制回该数组中。唯一可以避免这种情况的情况是当数组的增长算法恰好与需要存储的元素数量一致时(绝对是少数)。

EDIT

有几个人问我在List<T>值中有额外的未使用内存的后果。

这是一个合理的担忧。如果创建的集合寿命很长，在创建后从未被修改过，并且有很高的机会落在Gen2堆中，那么您可能会更好地预先分配额外的ToArray。

总的来说，我发现这种情况比较罕见。更常见的情况是，大量ToArray调用被立即传递给其他短期内存使用，在这种情况下，ToList显然更好。

这里的关键是分析，分析，再分析更多。

您应该根据理想的设计选择来决定使用ToList还是ToArray。如果您想要一个只能通过索引迭代和访问的集合，请选择ToArray。如果您希望以后能够轻松地从集合中添加和删除额外的功能，那么可以使用ToList(并不是说您不能添加到数组中，但这通常不是合适的工具)。

如果性能很重要，您还应该考虑哪些操作会更快。实际上，您不会调用ToList或ToArray一百万次，但可能会对获得的集合进行一百万次操作。在这方面[]更好，因为List<>是[]，有一些开销。查看这个线程的一些效率比较:List<int>或int[]

在我自己不久前的测试中，我发现ToArray更快。我不确定这些测试有多偏颇。然而，性能差异是如此微不足道，只有在循环运行这些查询数百万次时才能明显看出。