List<T> vs Span<T> vs ReadOnlySpan<T> в C#: когда что выбирать

List<T> управляет растущей коллекцией. Span<T> — представление непрерывной памяти фиксированной длины, а ReadOnlySpan<T> запрещает запись через это представление. Представление не заменяет владение буфером и управление его временем жизни.

Исправление — 2 ноября 2026 года: удалены неподтверждённые числа бенчмарков .NET 11; исправлены утверждения о возврате, полях и версиях. Примеры проверены с SDK 10.0.302 и C# 14. Универсальное ускорение не заявляется.

Выбор по владению и времени жизни

Span не владеет буфером. Span на массив можно вернуть, если время жизни памяти допускает это. Span на локальный stackalloc вернуть нельзя. Он может быть полем другого ref struct, но не обычного класса или структуры; упаковка и захват лямбдой запрещены.

Начиная с C# 13, локальные ref-struct-переменные допустимы в async-методах, если не остаются живыми через await. Для этой границы используйте Memory. Представление только для чтения не делает буфер неизменяемым: другой псевдоним может его изменить.

Изменение без копирования

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Runtime.InteropServices;

var values = new List<int> { 3, 9, 4 };
Span<int> view = CollectionsMarshal.AsSpan(values);
view[1] = 20;
Console.WriteLine(values[1]); // 20

int[] array = { 10, 20, 30 };
Span<int> tail = Tail(array);
tail[0] = 99;
Console.WriteLine(array[1]); // 99

static Span<int> Tail(int[] source) => source.AsSpan(1);

Оба представления используют исходную память. Tail возвращает допустимый Span на массив, а не локальный стековый буфер. Пока используется представление из CollectionsMarshal.AsSpan, нельзя добавлять или удалять элементы списка, даже без изменения размера внутреннего массива. Предпочитайте обычную API списка, пока измерения не покажут необходимость такого доступа.

Вход только для чтения

using System;

ReadOnlySpan<char> text = "2026-05-25".AsSpan(0, 4);
ReadOnlySpan<byte> method = "GET"u8;
Console.WriteLine(int.Parse(text)); // 2026
Console.WriteLine(method.Length);   // 3

Строки предоставляют ReadOnlySpan<char>, UTF-8-литералы — ReadOnlySpan<byte>. Изменяемый Span преобразуется в доступный только для чтения, но не наоборот. Используйте наиболее ограниченный тип параметра, достаточный для операции.

C# 14 вышел с .NET 10. Базовые неявные преобразования массивов в Span существовали раньше; C# 14 расширил языковую поддержку вывода типов и получателей методов расширения. allows ref struct из C# 13 допускает такие обобщённые аргументы лишь в явно поддерживающей их API. Это не разрешает List<Span<int>>.

Измерять конкретную операцию

Срезы Span могут исключить копирование и выделение подстрок. Они не гарантируют преимущество любого цикла над списком: важны JIT, runtime, объём данных и работа. Создание строки, массива или списка всё ещё может выделять память. Публикуйте замеры вместе с полным кодом, конфигурацией и выводом.

Для async-буферов см. преобразование массива в ReadOnlyMemory. Для обработки и временных буферов — когда Span может повысить производительность.

Источники

• Memory and Span usage guidelines
• Span
• CollectionsMarshal.AsSpan
• C# 14 first-class span types
• C# 13 ref struct interfaces and generic arguments