¿Es mejor llamar a ToList () o ToArray () en consultas LINQ?

A menudo me encuentro con el caso en el que quiero evaluar una consulta justo donde la declaro. Esto generalmente se debe a que necesito repetirlo varias veces y es costoso calcularlo. Por ejemplo:

string raw = "...";
var lines = (from l in raw.Split('\n')
             let ll = l.Trim()
             where !string.IsNullOrEmpty(ll)
             select ll).ToList();

Esto funciona bien Pero si no voy a modificar el resultado, entonces podría llamar en ToArray()lugar de ToList().

Sin embargo, me pregunto si ToArray()se implementa por primera llamada ToList()y, por lo tanto, es menos eficiente en memoria que solo llamar ToList().

¿Estoy loco? ¿Debo llamar ToArray(), seguro y seguro sabiendo que la memoria no se asignará dos veces?

A menos que simplemente necesite una matriz para cumplir con otras restricciones que debe usar ToList. En la mayoría de los escenarios ToArrayse asignará más memoria que ToList.

Ambos usan matrices para el almacenamiento, pero ToListtienen una restricción más flexible. Necesita que la matriz sea al menos tan grande como el número de elementos en la colección. Si la matriz es más grande, eso no es un problema. Sin embargo, ToArraynecesita que la matriz tenga un tamaño exactamente igual al número de elementos.

Para cumplir con esta restricción, a ToArraymenudo se hace una asignación más que ToList. Una vez que tiene una matriz que es lo suficientemente grande, asigna una matriz que es exactamente del tamaño correcto y copia los elementos nuevamente en esa matriz. El único momento en que puede evitar esto es cuando el algoritmo de crecimiento de la matriz coincide con la cantidad de elementos que deben almacenarse (definitivamente en la minoría).

EDITAR

Un par de personas me han preguntado sobre la consecuencia de tener la memoria extra no utilizada en el List<T>valor.

Esta es una preocupación valida. Si la colección creada es de larga duración, nunca se modifica después de ser creada y tiene una alta probabilidad de aterrizar en el montón Gen2, entonces es mejor que tome la asignación adicional de ToArrayantemano.

En general, creo que este es el caso más raro. Es mucho más común ver muchas ToArrayllamadas que se pasan inmediatamente a otros usos de memoria de corta duración, en cuyo caso ToListes demostrablemente mejor.

La clave aquí es perfilar, perfilar y luego perfilar un poco más.

La diferencia de rendimiento será insignificante, ya que List<T>se implementa como una matriz de tamaño dinámico. Llamar ya sea ToArray()(que usa una Buffer<T>clase interna para hacer crecer la matriz) o ToList()(que llama al List<T>(IEnumerable<T>)constructor) terminará siendo una cuestión de ponerlos en una matriz y hacer crecer la matriz hasta que se ajuste a todos.

Si desea una confirmación concreta de este hecho, consulte la implementación de los métodos en cuestión en Reflector: verá que se reducen a un código casi idéntico.

(siete años despues...)

Un par de otras (buenas) respuestas se han concentrado en las diferencias de rendimiento microscópico que ocurrirán.

Esta publicación es solo un complemento para mencionar la diferencia semántica que existe entre la IEnumerator<T>producida por un array ( T[]) en comparación con la devuelta por a List<T>.

Mejor ilustrado con el ejemplo:

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);
}

El código anterior se ejecutará sin excepción y produce el resultado:

1
2
3
4 4
5 5
6 6
7 7
8
900
10

Esto muestra que el IEnumarator<int>devuelto por un int[]no realiza un seguimiento de si la matriz se ha modificado desde la creación del enumerador.

Tenga en cuenta que he declarado la variable local sourcecomo un IList<int>. De esa manera me aseguro de que el compilador de C # no optimice la foreachdeclaración en algo que sea equivalente a un for (var idx = 0; idx < source.Length; idx++) { /* ... */ }bucle. Esto es algo que el compilador de C # podría hacer si lo uso var source = ...;en su lugar. En mi versión actual de .NET Framework, el enumerador real utilizado aquí es un tipo de referencia no público, System.SZArrayHelper+SZGenericArrayEnumerator`1[System.Int32]pero, por supuesto, este es un detalle de implementación.

Ahora, si cambio .ToArray()hacia .ToList(), solo me dan:

1
2
3
4 4
5 5

seguido de una System.InvalidOperationExceptionexplosión diciendo:

La colección fue modificada; la operación de enumeración puede no ejecutarse.

El enumerador subyacente en este caso es el tipo de valor mutable público System.Collections.Generic.List`1+Enumerator[System.Int32](encuadrado dentro de un IEnumerator<int>cuadro en este caso porque lo uso IList<int>).

En conclusión, el enumerador producido por unList<T>realizaunseguimiento de si la lista cambia durante la enumeración, mientras que el enumerador producido porT[]no. Considere esta diferencia al elegir entre.ToList()y.ToArray().

Las personas a menudo agregan un extra .ToArray() o .ToList()eluden una colección que realiza un seguimiento de si se modificó durante la vida de un enumerador.

(Si alguien quiere saber cómo la List<>hace un seguimiento de si la colección se ha modificado, no es un campo privado _versionen esta clase que se cambia cada vez que el List<>se actualiza.)

Estoy de acuerdo con @mquander en que la diferencia de rendimiento debería ser insignificante. Sin embargo, quería compararlo para estar seguro, así que lo hice y es insignificante.

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

Cada fuente matriz / Lista tenía 1000 elementos. Entonces puede ver que tanto las diferencias de tiempo como de memoria son insignificantes.

Mi conclusión: también podría usar ToList () , ya que a List<T>proporciona más funcionalidad que una matriz, a menos que realmente le importen unos pocos bytes de memoria.

ToList()generalmente se prefiere si lo usa en IEnumerable<T>(desde ORM, por ejemplo). Si la longitud de la secuencia no se conoce al principio, ToArray()crea una colección de longitud dinámica como Lista y luego la convierte en una matriz, lo que lleva más tiempo.

La memoria siempre se asignará dos veces, o algo parecido. Como no puede cambiar el tamaño de una matriz, ambos métodos utilizarán algún tipo de mecanismo para recopilar los datos en una colección creciente. (Bueno, la Lista es una colección creciente en sí misma).

La lista utiliza una matriz como almacenamiento interno y duplica la capacidad cuando es necesario. Esto significa que, en promedio, 2/3 de los artículos han sido reasignados al menos una vez, la mitad de los reasignados al menos dos veces, la mitad de esos al menos tres veces, y así sucesivamente. Eso significa que cada elemento ha sido reasignado en promedio 1.3 veces, lo que no supone una sobrecarga.

Recuerde también que si está recopilando cadenas, la colección en sí solo contiene las referencias a las cadenas, las cadenas en sí no se reasignan.

Es 2020 afuera y todos usan .NET Core 3.1, así que decidí ejecutar algunos puntos de referencia con Benchmark.NET.

TL; DR: ToArray () es mejor en cuanto al rendimiento y hace un mejor trabajo al transmitir la intención si no planea mutar la colección.

    [MemoryDiagnoser]
    public class Benchmarks
    {
        [Params(0, 1, 6, 10, 39, 100, 666, 1000, 1337, 10000)]
        public int Count { get; set; }

        public IEnumerable<int> Items => Enumerable.Range(0, Count);

        [Benchmark(Description = "ToArray()", Baseline = true)]
        public int[] ToArray() => Items.ToArray();

        [Benchmark(Description = "ToList()")]
        public List<int> ToList() => Items.ToList();

        public static void Main() => BenchmarkRunner.Run<Benchmarks>();
    }

Los resultados son:

    BenchmarkDotNet=v0.12.0, OS=Windows 10.0.14393.3443 (1607/AnniversaryUpdate/Redstone1)
    Intel Core i5-4460 CPU 3.20GHz (Haswell), 1 CPU, 4 logical and 4 physical cores
    Frequency=3124994 Hz, Resolution=320.0006 ns, Timer=TSC
    .NET Core SDK=3.1.100
      [Host]     : .NET Core 3.1.0 (CoreCLR 4.700.19.56402, CoreFX 4.700.19.56404), X64 RyuJIT
      DefaultJob : .NET Core 3.1.0 (CoreCLR 4.700.19.56402, CoreFX 4.700.19.56404), X64 RyuJIT


    |    Method | Count |          Mean |       Error |      StdDev |        Median | Ratio | RatioSD |   Gen 0 | Gen 1 | Gen 2 | Allocated |
    |---------- |------ |--------------:|------------:|------------:|--------------:|------:|--------:|--------:|------:|------:|----------:|
    | ToArray() |     0 |      7.357 ns |   0.2096 ns |   0.1960 ns |      7.323 ns |  1.00 |    0.00 |       - |     - |     - |         - |
    |  ToList() |     0 |     13.174 ns |   0.2094 ns |   0.1958 ns |     13.084 ns |  1.79 |    0.05 |  0.0102 |     - |     - |      32 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |     1 |     23.917 ns |   0.4999 ns |   0.4676 ns |     23.954 ns |  1.00 |    0.00 |  0.0229 |     - |     - |      72 B |
    |  ToList() |     1 |     33.867 ns |   0.7350 ns |   0.6876 ns |     34.013 ns |  1.42 |    0.04 |  0.0331 |     - |     - |     104 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |     6 |     28.242 ns |   0.5071 ns |   0.4234 ns |     28.196 ns |  1.00 |    0.00 |  0.0280 |     - |     - |      88 B |
    |  ToList() |     6 |     43.516 ns |   0.9448 ns |   1.1949 ns |     42.896 ns |  1.56 |    0.06 |  0.0382 |     - |     - |     120 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |    10 |     31.636 ns |   0.5408 ns |   0.4516 ns |     31.657 ns |  1.00 |    0.00 |  0.0331 |     - |     - |     104 B |
    |  ToList() |    10 |     53.870 ns |   1.2988 ns |   2.2403 ns |     53.415 ns |  1.77 |    0.07 |  0.0433 |     - |     - |     136 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |    39 |     58.896 ns |   0.9441 ns |   0.8369 ns |     58.548 ns |  1.00 |    0.00 |  0.0713 |     - |     - |     224 B |
    |  ToList() |    39 |    138.054 ns |   2.8185 ns |   3.2458 ns |    138.937 ns |  2.35 |    0.08 |  0.0815 |     - |     - |     256 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |   100 |    119.167 ns |   1.6195 ns |   1.4357 ns |    119.120 ns |  1.00 |    0.00 |  0.1478 |     - |     - |     464 B |
    |  ToList() |   100 |    274.053 ns |   5.1073 ns |   4.7774 ns |    272.242 ns |  2.30 |    0.06 |  0.1578 |     - |     - |     496 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |   666 |    569.920 ns |  11.4496 ns |  11.2450 ns |    571.647 ns |  1.00 |    0.00 |  0.8688 |     - |     - |    2728 B |
    |  ToList() |   666 |  1,621.752 ns |  17.1176 ns |  16.0118 ns |  1,623.566 ns |  2.85 |    0.05 |  0.8793 |     - |     - |    2760 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |  1000 |    796.705 ns |  16.7091 ns |  19.8910 ns |    796.610 ns |  1.00 |    0.00 |  1.2951 |     - |     - |    4064 B |
    |  ToList() |  1000 |  2,453.110 ns |  48.1121 ns |  65.8563 ns |  2,460.190 ns |  3.09 |    0.10 |  1.3046 |     - |     - |    4096 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() |  1337 |  1,057.983 ns |  20.9810 ns |  41.4145 ns |  1,041.028 ns |  1.00 |    0.00 |  1.7223 |     - |     - |    5416 B |
    |  ToList() |  1337 |  3,217.550 ns |  62.3777 ns |  61.2633 ns |  3,203.928 ns |  2.98 |    0.13 |  1.7357 |     - |     - |    5448 B |
    |           |       |               |             |             |               |       |         |         |       |       |           |
    | ToArray() | 10000 |  7,309.844 ns | 160.0343 ns | 141.8662 ns |  7,279.387 ns |  1.00 |    0.00 | 12.6572 |     - |     - |   40064 B |
    |  ToList() | 10000 | 23,858.032 ns | 389.6592 ns | 364.4874 ns | 23,759.001 ns |  3.26 |    0.08 | 12.6343 |     - |     - |   40096 B |

    // * Hints *
    Outliers
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 2 outliers were removed (35.20 ns, 35.29 ns)
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 2 outliers were removed (38.51 ns, 38.88 ns)
      Benchmarks.ToList(): Default  -> 1 outlier  was  removed (64.69 ns)
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 1 outlier  was  removed (67.02 ns)
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 1 outlier  was  removed (130.08 ns)
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 1 outlier  was  detected (541.82 ns)
      Benchmarks.ToArray(): Default -> 1 outlier  was  removed (7.82 us)

    // * Legends *
      Count     : Value of the 'Count' parameter
      Mean      : Arithmetic mean of all measurements
      Error     : Half of 99.9% confidence interval
      StdDev    : Standard deviation of all measurements
      Median    : Value separating the higher half of all measurements (50th percentile)
      Ratio     : Mean of the ratio distribution ([Current]/[Baseline])
      RatioSD   : Standard deviation of the ratio distribution ([Current]/[Baseline])
      Gen 0     : GC Generation 0 collects per 1000 operations
      Gen 1     : GC Generation 1 collects per 1000 operations
      Gen 2     : GC Generation 2 collects per 1000 operations
      Allocated : Allocated memory per single operation (managed only, inclusive, 1KB = 1024B)
      1 ns      : 1 Nanosecond (0.000000001 sec)

Editar : la última parte de esta respuesta no es válida. Sin embargo, el resto sigue siendo información útil, así que lo dejaré.

Sé que esta es una publicación antigua, pero después de hacer la misma pregunta e investigar un poco, he encontrado algo interesante que podría valer la pena compartir.

Primero, estoy de acuerdo con @mquander y su respuesta. Tiene razón al decir que, en cuanto al rendimiento, los dos son idénticos.

Sin embargo, he estado usando Reflector para echar un vistazo a los métodos en el System.Linq.Enumerableespacio de nombres de extensiones, y he notado una optimización muy común.
Siempre que sea posible, la IEnumerable<T>fuente se convierte IList<T>u ICollection<T>optimiza el método. Por ejemplo, mira ElementAt(int).

Curiosamente, Microsoft eligió optimizar solo para IList<T>, pero no IList. Parece que Microsoft prefiere usar la IList<T>interfaz.

System.Arraysolo implementa IList, por lo que no se beneficiará de ninguna de estas optimizaciones de extensión.
Por lo tanto, afirmo que la mejor práctica es utilizar el .ToList()método.
Si utiliza alguno de los métodos de extensión o pasa la lista a otro método, existe la posibilidad de que esté optimizado para un IList<T>.

Descubrí que los otros puntos de referencia que la gente ha hecho aquí carecen, así que aquí está mi oportunidad. Avíseme si encuentra algo mal con mi metodología.

/* This is a benchmarking template I use in LINQPad when I want to do a
 * quick performance test. Just give it a couple of actions to test and
 * it will give you a pretty good idea of how long they take compared
 * to one another. It's not perfect: You can expect a 3% error margin
 * under ideal circumstances. But if you're not going to improve
 * performance by more than 3%, you probably don't care anyway.*/
void Main()
{
    // Enter setup code here
    var values = Enumerable.Range(1, 100000)
        .Select(i => i.ToString())
        .ToArray()
        .Select(i => i);
    values.GetType().Dump();
    var actions = new[]
    {
        new TimedAction("ToList", () =>
        {
            values.ToList();
        }),
        new TimedAction("ToArray", () =>
        {
            values.ToArray();
        }),
        new TimedAction("Control", () =>
        {
            foreach (var element in values)
            {
                // do nothing
            }
        }),
        // Add tests as desired
    };
    const int TimesToRun = 1000; // Tweak this as necessary
    TimeActions(TimesToRun, actions);
}


#region timer helper methods
// Define other methods and classes here
public void TimeActions(int iterations, params TimedAction[] actions)
{
    Stopwatch s = new Stopwatch();
    int length = actions.Length;
    var results = new ActionResult[actions.Length];
    // Perform the actions in their initial order.
    for (int i = 0; i < length; i++)
    {
        var action = actions[i];
        var result = results[i] = new ActionResult { Message = action.Message };
        // Do a dry run to get things ramped up/cached
        result.DryRun1 = s.Time(action.Action, 10);
        result.FullRun1 = s.Time(action.Action, iterations);
    }
    // Perform the actions in reverse order.
    for (int i = length - 1; i >= 0; i--)
    {
        var action = actions[i];
        var result = results[i];
        // Do a dry run to get things ramped up/cached
        result.DryRun2 = s.Time(action.Action, 10);
        result.FullRun2 = s.Time(action.Action, iterations);
    }
    results.Dump();
}

public class ActionResult
{
    public string Message { get; set; }
    public double DryRun1 { get; set; }
    public double DryRun2 { get; set; }
    public double FullRun1 { get; set; }
    public double FullRun2 { get; set; }
}

public class TimedAction
{
    public TimedAction(string message, Action action)
    {
        Message = message;
        Action = action;
    }
    public string Message { get; private set; }
    public Action Action { get; private set; }
}

public static class StopwatchExtensions
{
    public static double Time(this Stopwatch sw, Action action, int iterations)
    {
        sw.Restart();
        for (int i = 0; i < iterations; i++)
        {
            action();
        }
        sw.Stop();

        return sw.Elapsed.TotalMilliseconds;
    }
}
#endregion

Puede descargar la secuencia de comandos LINQPad aquí .

Resultados:

Al ajustar el código anterior, descubrirá que:

1. La diferencia es menos significativa cuando se trata de matrices más pequeñas .
2. La diferencia es menos significativa cuando se trata de ints en lugar de strings.
3. Usar structs grande en lugar de strings lleva mucho más tiempo en general, pero realmente no cambia mucho la relación.

Esto concuerda con las conclusiones de las respuestas más votadas:

1. Es poco probable que note una diferencia de rendimiento a menos que su código produzca muchas listas grandes de datos. (Solo hubo una diferencia de 200 ms al crear 1000 listas de 100K cadenas cada una).
2. ToList() se ejecuta de manera más rápida y sería una mejor opción si no planea conservar los resultados durante mucho tiempo.

Actualizar

@JonHanna señaló que dependiendo de la implementación de la Selectque es posible que una ToList()o ToArray()aplicación para predecir el tamaño por delante de la colección resultante de tiempo. Reemplazar .Select(i => i)el código anterior con Where(i => true) resultados muy similares en este momento, y es más probable que lo haga independientemente de la implementación de .NET.

Debe basar su decisión de elegir ToListo ToArraybasarse en cuál es la opción de diseño ideal. Si desea una colección que solo se puede iterar y acceder por índice, elija ToArray. Si desea capacidades adicionales de agregar y eliminar de la colección más adelante sin mucha molestia, entonces haga un ToList(no es realmente que no pueda agregar a una matriz, pero esa no es la herramienta adecuada para ello).

Si el rendimiento es importante, también debe considerar en qué sería más rápido operar. Siendo realistas, no llamarás ToListni ToArrayun millón de veces, pero podrías trabajar en la colección obtenida un millón de veces. En ese sentido []es mejor, ya que List<>es []con algo de sobrecarga. Vea este hilo para una comparación de eficiencia: ¿Cuál es más eficiente: List <int> o int []

En mis propias pruebas hace un tiempo, había encontrado ToArraymás rápido. Y no estoy seguro de lo sesgadas que fueron las pruebas. Sin embargo, la diferencia de rendimiento es tan insignificante, que puede notarse solo si está ejecutando estas consultas en un bucle millones de veces.

Una respuesta muy tardía pero creo que será útil para los googlers.

Ambos apestan cuando crearon usando linq. Ambos implementan el mismo código para cambiar el tamaño del búfer si es necesario . ToArrayutiliza internamente una clase para convertir IEnumerable<>a matriz, asignando una matriz de 4 elementos. Si eso no es suficiente, duplica el tamaño creando una nueva matriz que duplica el tamaño de la actual y copiando la matriz actual. Al final, asigna una nueva matriz de recuento de sus artículos. Si su consulta devuelve 129 elementos, ToArray realizará 6 asignaciones y operaciones de copia de memoria para crear una matriz de 256 elementos y luego otra matriz de 129 para devolver. tanto para la eficiencia de la memoria.

ToList hace lo mismo, pero omite la última asignación, ya que puede agregar elementos en el futuro. La lista no le importa si se crea a partir de una consulta linq o si se crea manualmente.

para la creación La lista es mejor con la memoria pero peor con la CPU, ya que la lista es una solución genérica, cada acción requiere verificaciones de rango adicionales a las verificaciones de rango internas de .net para matrices.

Entonces, si iterará a través de su conjunto de resultados demasiadas veces, entonces las matrices son buenas ya que significa menos comprobaciones de rango que las listas, y los compiladores generalmente optimizan las matrices para el acceso secuencial.

La asignación de inicialización de la lista puede ser mejor si especifica el parámetro de capacidad cuando lo crea. En este caso, asignará la matriz solo una vez, suponiendo que conozca el tamaño del resultado. ToListof linq no especifica una sobrecarga para proporcionarla, por lo que tenemos que crear nuestro método de extensión que crea una lista con la capacidad dada y luego la usa List<>.AddRange.

Para terminar esta respuesta, tengo que escribir las siguientes oraciones

1. Al final, puede usar ToArray o ToList, el rendimiento no será tan diferente (consulte la respuesta de @EMP).
2. Estás usando C #. Si necesita rendimiento, no se preocupe por escribir sobre el código de alto rendimiento, sino por no escribir un código de mal rendimiento.
3. Siempre apunte a x64 para obtener un código de alto rendimiento. AFAIK, x64 JIT se basa en el compilador de C ++ y hace algunas cosas divertidas, como las optimizaciones de recursión de cola.
4. Con 4.5 también puede disfrutar de la optimización guiada por perfil y el JIT multinúcleo.
5. Por fin, puede usar el patrón asíncrono / espera para procesarlo más rápido.

Esta es una vieja pregunta, pero para el beneficio de los usuarios que se topan con ella, también existe una alternativa de 'Memorizar' lo Enumerable, que tiene el efecto de almacenar en caché y detener la enumeración múltiple de una declaración de Linq, que es lo que ToArray () y ToList () se usan mucho, aunque los atributos de colección de la lista o matriz nunca se usan.

Memoize está disponible en RX / System.Interactive lib, y se explica aquí: Más LINQ con System.Interactive

(Del blog de Bart De'Smet, que es una lectura muy recomendable si trabajas mucho con Linq to Objects)

Una opción es agregar su propio método de extensión que devuelve un solo lectura ICollection<T> . Esto puede ser mejor que usar ToListo ToArraycuando no desea usar las propiedades de indexación de una matriz / lista, o agregar / eliminar de una lista.

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();
    }
}

Pruebas unitarias:

[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);
    }
}

ToListAsync<T>() se prefiere.

En Entity Framework 6 ambos métodos eventualmente llaman al mismo método interno, pero ToArrayAsync<T>()llaman list.ToArray()al final, que se implementa como

T[] array = new T[_size];
Array.Copy(_items, 0, array, 0, _size);
return array;

Por lo tanto, ToArrayAsync<T>()tiene algunos gastos generales, por ToListAsync<T>()lo tanto, se prefiere.

Antigua pregunta pero nuevos interrogadores en todo momento.

Según la fuente de System.Linq.Enumerable , ToListsolo devuelva a new List(source), mientras ToArrayusa a new Buffer<T>(source).ToArray()para devolver a T[].

Sobre la asignación de memoria:

Mientras se ejecuta en un IEnumerable<T>único objeto, ToArrayasigne memoria una vez más que ToList. Pero no tiene que preocuparse por eso en la mayoría de los casos, porque GC hará la recolección de basura cuando sea necesario.

Sobre el tiempo de ejecución eficiente:

Quienes cuestionen esta pregunta pueden ejecutar el siguiente código en su propia máquina, y obtendrán su respuesta.

class PersonC
{
    public Guid uuid;
    public string name;
    public int age;
    public bool sex;
    public DateTime BirthDay;
    public double weight;
}

struct PersonS
{
    public Guid uuid;
    public string name;
    public int age;
    public bool sex;
    public DateTime BirthDay;
    public double weight;
}

class PersonT<T> : IEnumerable<T>
{
    private List<T> items;
    public PersonT(IEnumerable<T> init)
    {
        items = new List<T>(init);
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator() => items.GetEnumerator();
    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator() => items.GetEnumerator();
}

private IEnumerable<PersonC> C(int count)
{
    for (var i = 0; i < count; ++i)
    {
        var guid = Guid.NewGuid();
        var guidBytes = guid.ToByteArray(); //16 bytes
        yield return new PersonC
        {
            uuid = guid,
            name = guid.ToString(),
            age = guidBytes[0] ^ guidBytes[7],
            sex = guidBytes[14] % 2 == 0,
            BirthDay = DateTime.Now.AddDays(-guidBytes[11] * 18),
            weight = guidBytes[12] * 100
        };
    }
}

private IEnumerable<PersonS> S(int count)
{
    for (var i = 0; i < count; ++i)
    {
        var guid = Guid.NewGuid();
        var guidBytes = guid.ToByteArray(); //16 bytes
        yield return new PersonS
        {
            uuid = guid,
            name = guid.ToString(),
            age = guidBytes[0] ^ guidBytes[7],
            sex = guidBytes[14] % 2 == 0,
            BirthDay = DateTime.Now.AddDays(-guidBytes[11] * 18),
            weight = guidBytes[12] * 100
        };
    }
}

private void MakeLog(string test, List<long> log) =>
    Console.WriteLine("{0} {1} ms -> [{2}]",
        test,
        log.Average(),
        string.Join(", ", log)
    );

private void Test1(int times, int count)
{
    var test = Enumerable.Range(1, times).ToArray();

    MakeLog("C.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = C(count).ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("C.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = C(count).ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = S(count).ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = S(count).ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());
}

private void Test2(int times, int count)
{
    var test = Enumerable.Range(1, times).ToArray();

    var dataC1 = new PersonT<PersonC>(C(count));
    var dataS1 = new PersonT<PersonS>(S(count));

    MakeLog("C1.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataC1.ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("C1.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataC1.ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S1.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataS1.ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S1.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataS1.ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());
}

private void Test3(int times, int count)
{
    var test = Enumerable.Range(1, times).ToArray();

    var dataC2 = (ICollection<PersonC>) new List<PersonC>(C(count));
    var dataS2 = (ICollection<PersonS>) new List<PersonS>(S(count));

    MakeLog("C2.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataC2.ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("C2.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataC2.ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S2.ToList", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataS2.ToList();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());

    MakeLog("S2.ToArray", test.Select(o =>
    {
        var sw = new Stopwatch();
        GC.Collect();
        sw.Start();
        var ret = dataS2.ToArray();
        sw.Stop();
        return sw.ElapsedMilliseconds;
    }).ToList());
}

private void TestMain()
{
    const int times = 100;
    const int count = 1_000_000 + 1;
    Test1(times, count);
    Test2(times, count);
    Test3(times, count);
}

Obtuve estos resultados en mi máquina:

Grupo 1:

C.ToList 761.79 ms -> [775, 755, 759, 759, 756, 759, 765, 750, 757, 762, 759, 754, 757, 753, 763, 753, 759, 756, 768, 754, 763, 757, 757, 777, 780, 758, 754, 758, 762, 754, 758, 757, 763, 758, 760, 754, 761, 755, 764, 847, 952, 755, 747, 763, 760, 758, 754, 763, 761, 758, 750, 764, 757, 763, 762, 756, 753, 759, 759, 757, 758, 779, 765, 760, 760, 756, 760, 756, 755, 764, 759, 753, 757, 760, 752, 764, 758, 760, 758, 760, 755, 761, 751, 753, 761, 762, 761, 758, 759, 752, 765, 756, 760, 755, 757, 753, 760, 751, 755, 779]
C.ToArray 782.56 ms -> [783, 774, 771, 771, 773, 774, 775, 775, 772, 770, 771, 774, 771, 1023, 975, 772, 767, 776, 771, 779, 772, 779, 775, 771, 775, 773, 775, 771, 765, 774, 770, 781, 772, 771, 781, 762, 817, 770, 775, 779, 769, 774, 763, 775, 777, 769, 777, 772, 775, 778, 775, 771, 770, 774, 772, 769, 772, 769, 774, 775, 768, 775, 769, 774, 771, 776, 774, 773, 778, 769, 778, 767, 770, 787, 783, 779, 771, 768, 805, 780, 779, 767, 773, 771, 773, 785, 1044, 853, 775, 774, 775, 771, 770, 769, 770, 776, 770, 780, 821, 770]
S.ToList 704.2 ms -> [687, 702, 709, 691, 694, 710, 696, 698, 700, 694, 701, 719, 706, 694, 702, 699, 699, 703, 704, 701, 703, 705, 697, 707, 691, 697, 707, 692, 721, 698, 695, 700, 704, 700, 701, 710, 700, 705, 697, 711, 694, 700, 695, 698, 701, 692, 696, 702, 690, 699, 708, 700, 703, 714, 701, 697, 700, 699, 694, 701, 697, 696, 699, 694, 709, 1068, 690, 706, 699, 699, 695, 708, 695, 704, 704, 700, 695, 704, 695, 696, 702, 700, 710, 708, 693, 697, 702, 694, 700, 706, 699, 695, 706, 714, 704, 700, 695, 697, 707, 704]
S.ToArray 742.5 ms -> [742, 743, 733, 745, 741, 724, 738, 745, 728, 732, 740, 727, 739, 740, 726, 744, 758, 732, 744, 745, 730, 739, 738, 723, 745, 757, 729, 741, 736, 724, 744, 756, 739, 766, 737, 725, 741, 742, 736, 748, 742, 721, 746, 1043, 806, 747, 731, 727, 742, 742, 726, 738, 746, 727, 739, 743, 730, 744, 753, 741, 739, 746, 728, 740, 744, 734, 734, 738, 731, 747, 736, 731, 765, 735, 726, 740, 743, 730, 746, 742, 725, 731, 757, 734, 738, 741, 732, 747, 744, 721, 742, 741, 727, 745, 740, 730, 747, 760, 737, 740]

C1.ToList 32.34 ms -> [35, 31, 31, 31, 32, 31, 31, 31, 31, 31, 31, 31, 31, 31, 33, 32, 31, 31, 31, 31, 30, 32, 31, 31, 31, 31, 32, 30, 31, 31, 31, 30, 32, 31, 31, 31, 36, 31, 31, 31, 32, 30, 31, 32, 31, 31, 31, 31, 31, 32, 31, 31, 31, 31, 33, 32, 31, 32, 31, 31, 33, 31, 31, 31, 31, 31, 32, 31, 32, 31, 34, 38, 68, 42, 79, 33, 31, 31, 31, 31, 31, 30, 30, 30, 30, 31, 31, 31, 31, 32, 31, 32, 31, 31, 31, 32, 33, 33, 31, 31]
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