String.IndexOf(char)真的比手动搜索慢吗？

Question

在进行简单的性能测量时,我惊讶地发现调用String.IndexOf(char)实际上比手动调用慢!这是真的吗？!这是我的测试代码:

const string str = @"91023m lkajsdfl;jkasdf;piou-09324\\adf \asdf\45\ 65u\ 86\ 8\\\;";
static int testIndexOf() { return str.IndexOf('\\'); }
static int testManualIndexOf() {
    string s = str;
    for (int i = 0; i < s.Length; ++i)
        if (s[i] == '\\') return i;
    return -1;
}

我运行了每种方法2500万次,并使用a测量时间Stopwatch.手动版本的速度始终比另一个版本快25%.

有什么想法吗？!

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编辑2:使用.NET 4.0在另一台机器上运行测试产生的结果与Marc Gravell的答案非常相似.比手动搜索更快.String.IndexOf(char)

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编辑:今天(2009年1月4日)我想以更全面的方式检查这个问题,所以我创建了一个新项目,并编写了您将在下面找到的代码.从cmd运行发布模式进行1亿次迭代时,我得到以下结果:

  -   String.      IndexOf : 00:00:07.6490042
  - MyString.PublicIndexOf : 00:00:05.6676471
  - MyString.InternIndexOf : 00:00:06.1191796
  - MyString.PublicIndexOf2: 00:00:09.1363687
  - MyString.InternIndexOf2: 00:00:09.1182569

我运行这些测试至少20次,每次都得到几乎相同的结果.我的机器是XP SP3,VS 2008 SP1,P4 3.0 GHz,没有超线程和1 GB RAM.我发现结果真的很奇怪.如你所见,String.IndexOf比我的慢约33%PublicIndexOf.更奇怪的是,我写了同样的方法internal,它比public一个慢了大约8%!我不明白发生了什么,我希望你能帮助我理解!

测试代码如下.(对不起重复的代码,但我发现使用委托显示了不同的时间,public并且internal方法花费了相同的时间.)

public static class MyString {
    public static int PublicIndexOf(string str, char value) {
        for (int i = 0; i < str.Length; ++i)
            if (str[i] == value) return i;
        return -1;
    }

    internal static int InternIndexOf(string str, char value) {
        for (int i = 0; i < str.Length; ++i)
            if (str[i] == value) return i;
        return -1;
    }

    public static int PublicIndexOf2(string str, char value, int startIndex) {
        if (startIndex < 0 || startIndex >= str.Length)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex");
        for (; startIndex < str.Length; ++startIndex)
            if (str[startIndex] == value) return startIndex;
        return -1;
    }

    internal static int InternIndexOf2(string str, char value, int startIndex) {
        if (startIndex < 0 || startIndex >= str.Length)
            throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex");
        for (; startIndex < str.Length; ++startIndex)
            if (str[startIndex] == value) return startIndex;
        return -1;
    }
}

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        int iterations = 100 * 1000 * 1000; // 100 millions
        char separator = '\\';
        string str = @"91023m lkajsdfl;jkasdf;piou-09324\\adf \asdf\45\ 65u\ 86\ 8\\\;";
        Stopwatch watch = new Stopwatch();

        // test String.IndexOf
        int sum = 0;
        watch.Start();
        for (int i = 0; i < iterations; ++i)
            sum += str.IndexOf(separator);
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("  String.      IndexOf : ({0}, {1})", watch.Elapsed, sum);

        // test MyString.PublicIndexOf
        sum = 0;
        watch.Reset(); watch.Start();
        for (int i = 0; i < iterations; ++i)
            sum += MyString.PublicIndexOf(str, separator);
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("MyString.PublicIndexOf : ({0}, {1})", watch.Elapsed, sum);

        // test MyString.InternIndexOf
        sum = 0;
        watch.Reset(); watch.Start();
        for (int i = 0; i < iterations; ++i)
            sum += MyString.InternIndexOf(str, separator);
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("MyString.InternIndexOf : ({0}, {1})", watch.Elapsed, sum);

        // test MyString.PublicIndexOf2
        sum = 0;
        watch.Reset(); watch.Start();
        for (int i = 0; i < iterations; ++i)
            sum += MyString.PublicIndexOf2(str, separator,0);
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("MyString.PublicIndexOf2: ({0}, {1})", watch.Elapsed, sum);

        // test MyString.InternIndexOf2
        sum = 0;
        watch.Reset(); watch.Start();
        for (int i = 0; i < iterations; ++i)
            sum += MyString.InternIndexOf2(str, separator,0);
        watch.Stop();
        Console.WriteLine("MyString.InternIndexOf2: ({0}, {1})", watch.Elapsed, sum);
    }
}

Answer 1

即使它"手动"更快地做到这一点也不明智.今天,在您的.net版本中,您的CLR设置可能更快.也许.至少对于那个特定的字符串.但是你可以非常肯定内置的内容随着时间的推移会有更好的机会.用你的语言.IndexOf也更加清晰.

Answer 2

也许这25%是调用功能的成本.

您的方法(testManualIndexOf)不会调用任何函数.

Answer 3

您的测试不是真正的测试,因为您没有实现相同的功能:

1. 您没有将任何参数传递给您的手动测试,而是使用const引用,这需要执行比在真实IndexOf方法中传递参数时更少的操作码.
2. 您的IndexOf测试实际上是两个方法调用而不是一个.在调试器下运行的Release版本中可能会内联外部方法调用,但是您的测试并未指示运行它的条件(如果是这种情况,那么您可以忽略这一点).

但基本上,鉴于你的方法做得少,我并不惊讶它跑得更快.

Answer 4

(更新)

使用新发布的装备,我得到下面的数字,这符合我的预期:

String.      IndexOf : (00:00:06.3134669, -994967296)
MyString.PublicIndexOf : (00:00:07.0769368, -994967296)
MyString.InternIndexOf : (00:00:08.3463652, -994967296)
MyString.PublicIndexOf2: (00:00:12.0049268, -994967296)
MyString.InternIndexOf2: (00:00:12.4344756, -994967296)

(原版的)

我无法在控制台发布时重现您的号码.我做了25M次迭代,结果如下:

• 1556ms,(825000000)(testIndexOf)
• 1798ms,(825000000)(testManualIndexOf)

所以IndexOf更快.我怀疑你的测试装备没有在命令行中以发布模式运行(你无法在连接调试器的情况下运行性能测试;即使IDE增加了太多的开销).

这是我的装备:

static void Main()
{
    const int LOOP = 25000000;
    int chk1 = 0, chk2 = 0;
    Stopwatch watch1 = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < LOOP; i++)
    {
        chk1 += testIndexOf();
    }
    watch1.Stop();
    Stopwatch watch2 = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < LOOP; i++)
    {
        chk2 += testManualIndexOf();
    }
    watch2.Stop();

    Console.WriteLine("{0}ms, ({1})", watch1.ElapsedMilliseconds, chk1);
    Console.WriteLine("{0}ms, ({1})", watch2.ElapsedMilliseconds, chk2);

}

Answer 5

您的测试或您的环境存在明确的错误.

我刚刚运行此代码:

    static void Main(string[] args)
    {
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            for (int i = 0; i < 25000000; i++)
                testIndexOf();
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.Elapsed); //2.27 s
        }
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            sw.Start();
            for (int i = 0; i < 25000000; i++)
                testManualIndexOf();
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.Elapsed); //9.81 s
        }

        Console.ReadLine();
    }

在两台不同的机器上,一台Vista,一台Linux/mono,发现内部IndexOf快了4倍.