5个提升C#代码性能与可维护性的高级技巧：告别低效编码，打造现代.NET应用

现代.NET开发不仅要求代码功能正确，更需追求智能、高效、内存可控且具备扩展性的实现。无论您是为了优化性能还是可维护性，.NET（尤其是最新版本的C#）提供了远超基础的工具。然而，许多开发者仍在使用2010年代初的集合和多线程编码方式。

以下五个技巧并非语法糖，而是真正体现工程成熟度的实践。正确使用它们，您的代码会立刻显得出自经验丰富的.NET开发者之手。

1. 预设字典容量以避免隐藏的性能损耗

大多数开发者这样创建字典：

var lookup = new Dictionary<string, string>();

这对于小型集合没问题，但若需添加大量项，会触发多次内部扩容和重新哈希操作，这些操作开销大且可避免。

更优做法：预估项数量并作为容量参数传入：

var lookup = new Dictionary<string, string>(expectedItemCount);

这减少了内存分配和哈希表重建。若处理可预测负载（如配置键、预加载数据），此优化能提供更好的扩展性和更确定的性能。

2. 使用ConcurrentDictionary实现安全且可扩展的多线程访问

无需为共享字典的线程安全访问重复造轮子。ConcurrentDictionary<TKey, TValue>是处理并行访问的首选结构，内置锁和原子操作。

常见错误：

var dict = new Dictionary<string, int>();
await Task.WhenAll(inputs.Select(async item =>
{
    // 多线程同时添加时可能抛出异常
    dict[item] = await ComputeAsync(item);
}));

改进方案：

var dict = new ConcurrentDictionary<string, int>();
await Task.WhenAll(inputs.Select(async item =>
{
    dict[item] = await ComputeAsync(item);
}));

这避免了竞态条件和不必要的锁，为并发读写提供了可扩展的路径，而Dictionary<TKey, TValue>无法安全实现此功能。

3. 使用Array.Empty()或Enumerable.Empty()替代新建空集合

无需在每次返回空值时分配新数组或列表（例如在循环或LINQ中每次迭代分配内存），.NET提供了预装箱的空单例。

低效做法：

return new string[0];

高效做法：

return Array.Empty<string>();

对于从LINQ风格API返回空集合的情况，同样适用Enumerable.Empty<T>()。这些方法使用缓存的不可变实例，既减少分配又降低GC压力。

4. 利用C# 13的TryGetAlternateLookup避免构建临时集合

在查找密集的操作中，您可能为了快速检查备用键而构建字典：

旧方式：

var byId = items.ToDictionary(x => x.Id);
if (byId.TryGetValue(id, out var match))
{
    return match;
}

C# 13新方式：

if (items.TryGetAlternateLookup(x => x.Id, id, out var match))
{
    return match;
}

这完全避免了字典分配，无需物化单独集合即可执行查找，代码更简洁且内存效率更高，特别适用于热路径或解析场景。

5. 理解TrimExcess()和List容量以避免内存浪费

使用List<T>时，移除项后内存不会自动回收。许多开发者忽略的是：即使项数为零，List<T>仍保留内部数组。或者，当List<T>在循环迭代完成后项数固定，但在后续调用栈/生命周期中仍保留额外内存作为容量（Capacity）。

问题模式：

var list = new List<int>();
// ... 添加数千项
Console.WriteLine(list.Capacity);
// 仍持有内部数组的内存（无需调用Clear也会保留额外内存）
list.Clear();

解决方案：

list.TrimExcess();

或者，若构建已知大小的List<T>：

var list = new List<string>(expectedSize);

这避免了列表增长时的内部扩容。两种技巧都是低投入高回报的改动，能显著提升生产环境中内存使用的可预测性。

此类细微调整常区分出“仅能运行”的代码与“可扩展”的代码。无论您是为高级面试做准备，还是重构大型代码库，这些现代C#技巧都体现了经验带来的打磨。频繁使用它们，您将不仅写出更好的代码，还能打造更智能、更精简、更易维护的软件。

这五个技巧并非隐藏功能，却常被忽视。一旦开始使用，您不仅会写出更优代码，还会更像系统工程师一样思考，您的软件也将因此脱颖而出。