C#扩展数组长度有更优方案吗？当前实现代码存在什么问题？

• 时间复杂度极高：当前实现每次仅扩容1个元素，共循环add_size次，每次都要完整复制整个旧数组的全部元素，整体时间复杂度达到O(n²)。当add_size或原数组长度较大时，执行效率会出现指数级下降。
• 不必要的GC压力与内存浪费：每次循环都会生成一个新的临时数组，旧数组直接变为无引用的垃圾对象，扩容N次就会产生N个待回收的垃圾数组，频繁触发GC，大数组场景下还会直接进入大对象堆（LOH），引发更严重的性能问题。
• 泛用性差：当前实现仅支持int类型数组，无法适配其他类型的数组扩容需求。
• 缺少参数校验：未对输入的input空引用、add_size为负数等异常场景做校验，容易触发隐性bug。

1. 优先使用.NET官方内置方法 #

.NET 类库已经提供了成熟的数组扩容方法Array.Resize<T>()，底层由CLR内部优化的内存复制逻辑实现，性能远高于手动写的循环复制代码，示例如下：

int[] ovride = new int[3] { 1, 2, 3 };
// Array.Resize为ref参数，会直接修改原数组引用
Array.Resize(ref ovride, ovride.Length + 10);
Array.Resize(ref ovride, ovride.Length + 10);
Console.WriteLine(ovride.Length);

2. 手动实现优化版扩容逻辑 #

如果需要自己实现扩容逻辑，直接一次性申请目标长度的数组，仅做一次内存复制即可，时间复杂度降到O(n)，仅产生1个临时数组：

static T[] ExpandArray<T>(T[] input, int addSize)
{
    // 异常参数校验
    if (input == null)
        throw new ArgumentNullException(nameof(input));
    if (addSize < 0)
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(addSize), "扩容大小不能为负数");
    if (addSize == 0)
        return input;
    
    // 一次性申请足够空间，仅复制一次
    T[] newArray = new T[input.Length + addSize];
    Array.Copy(input, newArray, input.Length);
    return newArray;
}

3. 频繁扩容场景直接用List<T> #

如果你的业务场景需要频繁调整集合长度，建议直接使用List<T>，其内部封装了动态数组的实现，默认扩容策略为每次容量翻倍，避免了频繁复制的性能损耗，无需手动处理扩容逻辑：

// 初始化时可以指定初始容量减少不必要的扩容
List<int> list = new List<int>(3) {1,2,3};
// 提前预知要新增10个元素的话可以预扩容
list.Capacity += 10;
// 直接新增元素即可，内部自动处理扩容
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
    list.Add(i);
}
// 需要转数组的话调用ToArray即可
int[] arr = list.ToArray();

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user16414459