asp.net(c#) foreach和for速度比较

技术频道 - ASP.NET编程

作者:admin 时间:2022-7-4 17:8:28 浏览:

asp.net(c#)中foreach和for循环的性能差异表现在它们的速度快慢上，在这篇文章中，我们探讨一下这两者的细微差异。

让我们看一下下面的代码：

foreach (var item in Enumerable.Range(0, 128))
{
  Console.WriteLine(item);
}

foreach 在编译器中会被转换为以下代码：

IEnumerator<int> enumerator = Enumerable.Range(0, 128).GetEnumerator();
try
 {
   while (enumerator.MoveNext())
   {
     int item = enumerator.Current;
     Console.WriteLine(item);
   }
 }
finally
 {
  if (enumerator != null)
  {
   enumerator.Dispose();
  }
}

可以看到，foreach执行的整个过程：

创建一个新对象，它被称为Creator。
每次迭代都会调用 MoveNext 方法。
每次迭代都会访问 Current 属性。

不过，它并不像听起来那么容易。

C#/CLR 可能会在运行时执行优化，使代码运行得更快。

数组是一种深度集成到 CLR 中的类型，CLR 为这种类型提供了许多优化。FOREACH 循环是一个可迭代的实体，这是性能的一个关键方面。在本文后面，我们将讨论如何在 Array.ForEach 静态方法和 List.ForEach 方法的帮助下遍历数组和列表。

测试方法

static double ArrayForWithoutOptimization(int[] array)
{
   int sum = 0;
   var watch = Stopwatch.StartNew();
   for (int i = 0; i < array.Length; i++)
     sum += array[i];
    watch.Stop();
    return watch.Elapsed.TotalMilliseconds;
}

static double ArrayForWithOptimization(int[] array)
{
   int length = array.Length;
   int sum = 0;
   var watch = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < length; i++)
      sum += array[i];
    watch.Stop();
     return watch.Elapsed.TotalMilliseconds;
}

static double ArrayForeach(int[] array)
{
  int sum = 0;
  var watch = Stopwatch.StartNew();
   foreach (var item in array)
    sum += item;
  watch.Stop();
  return watch.Elapsed.TotalMilliseconds;
}

static double ArrayForEach(int[] array)
{
  int sum = 0;
  var watch = Stopwatch.StartNew();
  Array.ForEach(array, i => { sum += i; });
  watch.Stop();
  return watch.Elapsed.TotalMilliseconds;
}

测试条件：

“优化代码”选项已打开。
元素的数量等于 100 000 000（在数组和列表中）。
PC 规格：Intel Core i-5 和 8 GB RAM。

数组

该图显示 FOR 和 FOREACH 在遍历数组时花费相同的时间。也是因为CLR优化将FOREACH转换为FOR，并以数组的长度作为最大迭代边界。不管数组长度是否缓存（使用FOR时），结果都差不多。

听起来可能很奇怪，但是缓存数组长度可能会影响性能。在使用Array.Length 作为迭代边界时，JIT 测试索引是否命中循环之外的右边界。此检查仅执行一次。

破坏这种优化非常容易。缓存变量的情况几乎没有优化。

Array.foreach展示了最差的结果。它的实现非常简单：

public static void ForEach<T>(T[] array, Action<T> action)
 {
  for (int index = 0; index < array.Length; ++index)
    action(array[index]);
 }

那为什么它运行这么慢？它在引擎盖下使用 FOR。原因在于调用 ACTION 委托。事实上，每次迭代都会调用一个方法，这会降低性能。此外，委托的调用速度没有我们希望的那么快。

列表

结果完全不同。迭代列表时，FOR 和 FOREACH 显示不同的结果。没有优化。FOR（缓存列表长度）显示最佳结果，而 FOREACH 慢 2 倍以上。这是因为它在后台处理 MoveNext 和 Current。List.ForEach 和 Array.ForEach 显示最差的结果。代表总是被虚拟调用。此方法的实现如下所示：

public void ForEach(Action<T> action)
{
  int num = this._version;
   for (int index = 0; index < this._size && num == this._version; ++index)
     action(this._items[index]);
   if (num == this._version)
     return;
   ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException(ExceptionResource.InvalidOperation_EnumFailedVersion);
}

每次迭代都会调用 Action 委托。它还检查列表是否更改，如果更改，则抛出异常。

List 内部使用基于数组的模型，而 ForEach 方法使用数组索引进行迭代，这比使用索引器快得多。