1. List的基本概念
List是C#中的一个常用的泛型集合类，它可以存储任意类型的元素，并且可以动态地调整集合的大小。List有很多方便的方法和属性，可以实现对集合的增删改查操作。
2. List的内部实现机制
2.1 数组和List的关系
在了解List的扩容机制之前，我们需要先了解一下数组和List之间的关系。List类实际上是基于数组实现的，它使用数组作为内部存储结构来存储元素。
数组是一块连续的内存空间，可以存储多个相同类型的元素。数组初始化时需要指定大小，如果需要存储更多的元素，就需要创建一个更大的数组，并将原来数组中的元素复制到新的数组中。
List类则提供了更方便的方法，可以在需要的时候自动扩容，无需手动创建新的数组。List内部实际上维护一个数组，当数组的容量不足时，List会创建一个更大的数组，并将原来数组中的元素复制到新的数组中。
2.2 List的Resize操作
每当List的容量不足以容纳新的元素时，即达到了内部数组的容量上限，List会触发一个Resize操作，这个操作会创建一个新的数组，并将原来数组中的元素复制到新的数组中。
Resize操作的实现机制如下：
private void Resize()
{
int newCapacity = Capacity == 0 ? DefaultCapacity : Capacity * 2;
T[] newArray = new T[newCapacity];
if (Count > 0)
{
Array.Copy(items, 0, newArray, 0, Count);
}
items = newArray;
}
在Resize操作中，首先计算出新的数组容量newCapacity，通常是原来容量的两倍。然后创建一个新的数组newArray，并将原来数组items中的元素复制到新的数组中。
需要注意的是，如果原来的容量为0（即List是空的），那么新数组的容量会使用一个默认值DefaultCapacity。
3. List的扩容机制
当List的容量不足以容纳新的元素时，List会触发Resize操作进行扩容。List的扩容机制可以总结如下：
3.1 初始容量
当我们创建一个新的List对象时，List的初始容量为0。这意味着List内部的数组是一个空数组，没有分配任何内存空间。
3.2 添加第一个元素
当我们向List中添加第一个元素时，List会触发一次Resize操作，并将数组的容量调整为默认值DefaultCapacity（默认值通常为4或8，具体取决于编译器实现）。
3.3 容量不足时的扩容
当数组的容量不足以容纳新增的元素时，List会触发一次Resize操作，并将数组的容量调整为当前容量的两倍。这样就有足够的空间来存储新增的元素。
需要注意的是，Resize操作并不是每次添加新元素都会执行的，而是在必要时才会执行。这是因为频繁地执行Resize操作会带来一定的性能开销，因此List会尽量避免不必要的Resize操作。
3.4 扩容时的性能影响
List的扩容机制虽然方便了我们的编程，但在扩容时也会带来一定的性能开销。
当触发Resize操作时，List需要重新分配内存空间，并将原来数组中的元素复制到新的数组中。这个过程的时间复杂度为O(n)，其中n为原来数组的大小。
因此，频繁地添加大量元素到List中可能会导致多次的Resize操作，从而影响性能。为了避免频繁的Resize操作，我们可以预先设置List的容量，或者使用预定义的容量较大的构造函数来创建List对象。
4. 总结
List是C#中的一个常用的泛型集合类，它可以动态地调整集合的大小。List通过内部的数组实现了自动扩容的机制，使得我们可以方便地向集合中添加元素。
List的扩容机制是通过Resize操作实现的。Resize操作会创建一个新的数组，并将原来数组中的元素复制到新数组中。当数组的容量不足以容纳新增的元素时，List会触发Resize操作进行扩容。
尽管List的扩容机制带来了一定的性能开销，但我们可以通过预先设置List的容量或使用预定义的容量较大的构造函数来减少Resize操作的频率，提高性能。