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Ivan Petrov
Asked: 2024-09-18 20:43:05 +0800 CST

什么时候迭代数组的跨度会比迭代数组本身更快

  • 772

在 Nick Chapsas 最近制作的这段视频中，他在结尾评论说该Find方法List<T>“未优化”，因为代码不是在数组的 Span 上进行迭代，而是在数组本身上进行迭代：

public T? Find(Predicate<T> match) {
    if (match == null) {
        ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.match);
    }

    for (int i = 0; i < _size; i++) {
        if (match(_items[i])) {
            return _items[i];
        }
    }
    return default;
}

从Stephen Toub 在 Spans 上发表的（更新的？）博客文章的这一段来看，我认为对 Spans 进行迭代可以像对数组进行迭代一样快（但不会更快） ：

汇编代码之所以如此相似，部分原因是消除了边界检查。但 JIT 将跨度索引器识别为内在函数，这意味着 JIT 会为索引器生成特殊代码，而不是将其实际的 IL 代码转换为汇编代码。

所有这些都是为了说明运行时可以对跨度应用 与数组相同类型的优化，从而使跨度成为访问数据的有效机制。

什么时候人们会不言而喻地认为，对数组的 Span 进行迭代会和对数组本身进行迭代一样快，甚至可能更快？哪个 .NET 版本引入了这些不能用于数组的 JIT Span 优化？

c#

1 个回答

  1. Best Answer

    遍历跨度有两个优点：

    1. 它避免了间接访问数组的字段（而不是本地字段）
    2. 跨度的长度可以以可预测的方式得知

    如果不是因为_size 也在起作用，那么可能可以修复代码；例如：

    for(int i = 0 ; i < _arr.Length ; i++)
{
    DoSomething(_arr[i]);
}

    只需将其提升_arr到本地即可允许 JIT 省略边界检查，因为无法重新分配数组：

    var arr = _arr;
for(int i = 0 ; i < arr.Length ; i++)
{
    DoSomething(arr[i]);
}

    还要注意，foreach (var x in _arr)和都foreach (var x in arr)可以，并且可以省略边界检查。但是，麻烦的_size意味着边界检查不能省略，并且如果_size不匹配_arr.Length（缓冲区过大），我们就不能使用简单的foreach。Span 间接解决了这个问题，因为跨度是有界的；创建长度的跨度_size意味着一旦构造了跨度（在构造函数中使用边界验证），JIT 就可以信任它，并省略边界检查。

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