在`for`循环中缓存变量

Question

我一直在阅读关于Javascript性能提升的提示,并且一个提示说要在循环比较器语句中缓存所有变量(不会改变),我想知道这是否也适用于.NET.

假设我有一个简单的for循环,下面哪个会更快或者它们是否相同？

没有缓存:

for (int i = 0; i < someArray.Length; i++)
{

}

使用缓存:

for (int i = 0, count = someArray.Length; i < count; i++)
{

}

根据文章"缓存" Length,在循环中删除一个操作的值,因为与访问对象的成员相比,它更快地访问局部变量.与简单地访问成员相比,它实际上更快地声明局部变量吗？编译器是否接受此操作并自动缓存该值？声明局部变量而不是访问该成员是否有任何负面影响？

虽然速度可能是这里的一个关键因素,但它不是唯一的因素.我的下一个问题可能是哪一个更有效率.哪个使用较少的内存分配？哪个执行较少的堆栈操作？等等...

从评论来看,似乎访问数组的长度非常快.让我们说我用了一个IList<>.缓存值Count是否比每次迭代检索它更快？

Answer 1

在编译语言中，您所做的只是过早优化。我认为解释性语言可能会节省一点，但即使在那里，对于（根据我的经验）编写 for 循环的不寻常方式，您的回报也会很小。

直接回答 C# 的问题，不，编译器不会通过缓存优化任何内容。我可以在循环期间非常轻松地创建一个具有新长度的新数组。因此，每次评估停止条件时都会加载数组长度。或者更糟糕的是，我可能没有使用“传统”样式的停止条件，并且可能需要评估函数才能知道停止。

也就是说，这是一个简单的程序：

static void Main( string[] args ) {
    int[] integers = new int[] { 1, 2, 3, 4, 5 };

    for( int i = 0; i < integers.Length; i++ ) {
        Console.WriteLine( i );
    }
}

这是 IL（删除了 nops）：

IL_000d:  call       void [mscorlib]System.Runtime.CompilerServices.RuntimeHelpers::InitializeArray(class [mscorlib]System.Array,
                                                                                                     valuetype [mscorlib]System.RuntimeFieldHandle)
IL_0012:  stloc.0
IL_0013:  ldc.i4.0
IL_0014:  stloc.1
IL_0015:  br.s       IL_0024
IL_0018:  ldloc.1
IL_0019:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine(int32)
IL_0020:  ldloc.1
IL_0021:  ldc.i4.1
IL_0022:  add
IL_0023:  stloc.1
IL_0024:  ldloc.1
IL_0025:  ldloc.0
IL_0026:  ldlen
IL_0027:  conv.i4
IL_0028:  clt
IL_002a:  stloc.2
IL_002b:  ldloc.2
IL_002c:  brtrue.s   IL_0017

这里问题的关键答案是，它将数组推入堆栈中的位置 0，然后在 IL_0026 期间执行调用以获取数组的长度，然后 IL_0028 执行小于比较，最后转到 IL_0017如果评价属实的话。

通过缓存数组的长度，您所节省的只是 ldlen 和 stloc 调用。ldlen 指令应该很快，因为获取数组的长度不会浪费太多时间。

编辑：

与列表的主要区别是这条指令：

IL_002b:  callvirt   instance int32 class [mscorlib]System.Collections.Generic.List`1<int32>::get_Count()

callvirt 会占用更多时间，但该函数实际上所做的只是返回一个私有变量。

与尝试减少单个 IL 操作相比，您最好不要担心需要几毫秒的事情，例如分块数据库调用或优化 SQL 查询以使其更快等。