为什么List <T> .Enumerator比我的实现更快？

Question

由于各种大的性能优势(在我的情况下),我发现自己处于一个我必须推出自己的动态数组实现的位置.但是,在为我的版本创建一个枚举器,并将效率与List使用的比较后,我有点困惑; List one比我的版本大约快30-40%,尽管它要复杂得多.

这是List枚举器实现的重要部分:

public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator
{
    private List<T> list;
    private int index;
    private int version;
    private T current;
    internal Enumerator(List<T> list)
    {
        this.list = list;
        this.index = 0;
        this.version = list._version;
        this.current = default(T);
        return;
    }

    public bool MoveNext()
    {
        List<T> list;
        list = this.list;
        if (this.version != list._version)
        {
            goto Label_004A;
        }
        if (this.index >= list._size)
        {
            goto Label_004A;
        }
        this.current = list._items[this.index];
        this.index += 1;
        return 1;
        Label_004A:
        return this.MoveNextRare();
    }

    public T Current
    {
        get {  return this.current; }
    }
}

这是我的准系统版本:

internal struct DynamicArrayEnumerator<T> : IEnumerator<T> where T : class
{
     private readonly T[] internalArray;
     private readonly int lastIndex;
     private int currentIndex;

     internal DynamicArrayEnumerator(DynamicArray<T> dynamicArray)
     {
          internalArray = dynamicArray.internalArray;
          lastIndex = internalArray.Length - 1;
          currentIndex = -1;
     }

     public T Current
     {
          get { return internalArray[currentIndex]; }
     }

     public bool MoveNext()
     {
          return (++currentIndex <= lastIndex);
     }
}

我知道这是微优化,但我真的很有兴趣理解为什么List枚举器比我的快得多.有任何想法吗？谢谢!

编辑:按要求; DynamicArray类(相关部分):枚举器是一个内部类.

public struct DynamicArray<T> : IEnumerable<T> where T : class
{
    private T[] internalArray;
    private int itemCount;

    internal T[] Data
    {
        get { return internalArray; }
    }

    public int Count
    {
        get { return itemCount; }
    }

    public DynamicArray(int count)
    {
        this.internalArray = new T[count];
        this.itemCount = 0;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return new DynamicArrayEnumerator<T>(this);
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return this.GetEnumerator();
    }

}

至于我如何测试:

 List<BaseClass> list = new List<BaseClass>(1000000);
 DynamicArray<BaseClass> dynamicArray = new DynamicArray<BaseClass>(1000000);

// Code for filling with data omitted.

   int numberOfRuns = 0;
   float p1Total = 0;
   float p2Total = 0;
   while (numberOfRuns < 100)
   {
        PerformanceAnalyzer p1 = new PerformanceAnalyzer(() =>
        {
             int u = 0;
             foreach (BaseClass b in list)
             {
                  if (b.B > 100)   // Some trivial task
                      u++;
             }
        });
        p1.ExecuteAndClock();
        p1Total += p1.TotalElapsedTicks;

        PerformanceAnalyzer p2 = new PerformanceAnalyzer(() =>
        {
             int u = 0;
             foreach (BaseClass b in dynamicArray)
             {
                  if (b.B > 100)  // Some trivial task
                       u++;
             }
        });
        p2.ExecuteAndClock();
        p2Total += p2.TotalElapsedTicks;

        numberOfRuns++;
    }

    Console.WriteLine("List enumeration: " + p1Total / totalRuns + "\n");
    Console.WriteLine("Dynamic array enumeration: " + p2Total / totalRuns + "\n");

PerformanceAnalyzer类基本上启动一个秒表,执行提供的Action委托,然后停止秒表.

编辑2(对Ryan Gates的快速回答):有几个原因我想要自己动手,最重要的是我需要一个非常快的RemoveAt(int index)方法.

由于我不必担心在我的特定情况下列表元素的顺序,我可以避免.Net内置列表的方式:

public void RemoveAt(int index)
{
    T local;
    if (index < this._size)
    {
        goto Label_000E;
    }
    ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
Label_000E:
    this._size -= 1;
    if (index >= this._size)
    {
        goto Label_0042;
    }
    Array.Copy(this._items, index + 1, this._items, index, this._size - index);
Label_0042:
    this._items[this._size] = default(T);
    this._version += 1;
    return;
}

而是使用以下内容:

public void RemoveAt(int index)
{
     // overwrites the element at the specified index with the last element in the array and decreases the item count.
     internalArray[index] = internalArray[itemCount];  
     itemCount--;
}

在我的情况下可以节省大量的时间,如果说长列表中的前1000个元素必须通过索引删除.

Answer 1

好的,除了基准测试问题之外,以下是如何使您的DynamicArray课程更像List<T>:

public DynamicArrayEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    return new DynamicArrayEnumerator<T>(this);
}

IEnumerator<T> IEnumerable<T>.GetEnumerator()
{
    return GetEnumerator();
}

IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
    return this.GetEnumerator();
}

现在,知道它正在使用动态数组的代码可以在DynamicArrayEnumerator<T> 没有任何装箱的情况下迭代,并且没有虚拟分派.这正是这样List<T>做的.当类型以自定义方式实现模式时,编译器会注意到,并将使用所涉及的类型而不是接口.

使用您当前的代码,您无法从创建中获益struct- 因为您正在装入它GetEnumerator().

尝试上述更改并修复基准测试以延长工作时间.我希望看到一个很大的不同.