C#编译器会优化此代码吗？

Question

我经常遇到这种情况.乍一看,我认为,"这是糟糕的编码; 我正在执行一个方法两次并且必然会得到相同的结果."但是在想到这一点时,我不得不怀疑编译器是否像我一样聪明并且可以得出相同的结论.

var newList = oldList.Select(x => new Thing {
    FullName = String.Format("{0} {1}", x.FirstName, x.LastName),
    OtherThingId = x.GetOtherThing() != null : x.GetOtherThing().Id : 0 // Might call x.GetOtherThing() twice?
});

编译器的行为是否依赖于GetOtherThing方法的内容？说它看起来像这样(有点类似于我现在的真实代码):

public OtherThing GetOtherThing() {
    if (this.Category == null) return null;
    return this.Category.OtherThings.FirstOrDefault(t => t.Text == this.Text);
}

这将禁止对这些对象来自的任何商店进行非常糟糕的异步更改,如果连续运行两次,肯定会返回相同的内容.但如果它看起来像这样(为了论证而荒谬的例子):

public OtherThing GetOtherThing() {
    return new OtherThing {
        Id = new Random().Next(100)
    };
}

连续两次运行会导致创建两个不同的对象,并且很可能具有不同的ID.编译器在这些情况下会做什么？它是否像我在第一个清单中所展示的那样低效？

自己做一些工作

我运行了与第一个代码清单非常相似的东西,并在GetOtherThing实例方法中添加了一个断点.断点被击中一次.所以,看起来结果确实是缓存的.在第二种情况下会发生什么,该方法可能每次返回不同的东西？编译器会不正确地优化？我发现结果有什么警告吗？

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那个结论无效.请参阅@ usr的答案下的评论.

Answer 1

这里有两个编译器需要考虑:将C#转换为IL的C#编译器,以及将IL转换为机器代码的IL编译器 - 称为抖动,因为它恰好发生在时间上.

Microsoft C#编译器肯定没有这样的优化.方法调用生成为方法调用,故事结束.

允许抖动执行您描述的优化,前提是无法检测到这种情况.例如,假设你有:

y = M() != 0 ? M() : N()

和

static int M() { return 1; }

允许抖动将此程序转换为:

y = 1 != 0 ? 1 : N()

或者就此而言

y = 1;

抖动是否这样做是一个实现细节; 如果你关心的话,你将不得不向专家询问抖动是否确实会执行此优化.

同样,如果你有

static int m;
static int M() { return m; }

那么抖动可以将其优化成

y = m != 0 ? m : N()

甚至进入:

int q = m;
y = q != 0 ? q : N();

因为只要该字段不是易失性的,就允许抖动连续转换两个字段读取而不插入单个字段读取.无论它是否这样做都是一个实现细节; 问一个抖动的开发人员.

但是,在后一个例子中,抖动不能忽略第二次调用,因为它有副作用.

我运行了与第一个代码清单非常相似的东西,并在GetOtherThing实例方法中放置了一个断点.断点被击中一次.

这是非常不可能的.调试时几乎所有优化都会关闭,这样就可以更容易地进行调试.正如福尔摩斯从未说过的那样,当你消除不可能的事情时,最可能的解释是原来的海报是错误的.

Answer 2

如果您无法区分,编译器只能应用优化.在您的"随机"示例中,您可以清楚地区分出来.它不能以这种方式"优化".它会违反C#规范.事实上,该规范并未谈及优化问题.它只是说你应该观察程序做什么.在这种情况下,它指定应绘制两​​个随机数.

在第一个示例中,可以应用此优化.它在实践中永远不会发生.以下是一些令人困难的事情:

• 查询操作的数据可以通过您的虚函数调用来更改,或者您的lambda(t => t.Text == this.Text)可以更改列表.非常阴险.
• 它可以被另一个线程改变.我不确定.NET内存模型对此有何看法.
• 它可以通过反思来改变.
• 必须证明计算总是返回相同的值.你会如何证明这一点？您需要分析可能运行的所有代码.包括虚拟调用和依赖于数据的控制流.

所有这些都必须适用于非内联方法和跨程序集.

C#编译器无法执行此操作,因为它无法查看mscorlib.修补程序版本可能随时更改mscorlib.

JIT是一个糟糕的JIT(唉),它针对编译速度进行了优化(唉).它没有这样做.如果您怀疑当前的JIT是否会进行一些高级优化,那么可以肯定它不会.