C#中那些“舉手之勞”的性能優(yōu)化
隔了很久沒寫東西了,主要是最近比較忙,更主要的是最近比較懶......其實(shí)這篇很早就像寫了。
工作和生活中經(jīng)??梢钥吹揭恍┏绦蛟?寫代碼的時(shí)候只關(guān)注代碼的邏輯性,而不考慮運(yùn)行效率,其實(shí)這對大多數(shù)程序猿來說都是沒有問題的。
不過作為一只有理想的CodeMonkey,我還是希望給大家分享一些性能優(yōu)化心得
曾經(jīng)在網(wǎng)上聽過這樣一句話,程序的可讀性和性能是成反比的。我非常贊同這句話,所以對于那些極度影響閱讀的性能優(yōu)化我就不在這里贅述了,今天主要說的就是一些舉手之勞即可完成的性能優(yōu)化。
減少重復(fù)代碼
這是最基本的優(yōu)化方案,盡可能減少那些重復(fù)做的事,讓他們只做一次,比較常見是這種代碼,同樣的Math.Cos(angle) 和Math.Sin(angle)都做了2次。
- private Point RotatePt(double angle, Point pt)
- {
- Point pRet = new Point();
- angle = -angle;
- pRet.X = (int)((double)pt.X * Math.Cos(angle) - (double)pt.Y * Math.Sin(angle));
- pRet.Y = (int)((double)pt.X * Math.Sin(angle) + (double)pt.Y * Math.Cos(angle));
- return pRet;
- }
優(yōu)化后
- private Point RotatePt3(double angle, Point pt)
- {
- Point pRet = new Point();
- angle = -angle;
- double SIN_ANGLE = Math.Sin(angle);
- double COS_ANGLE = Math.Cos(angle);
- pRet.X =(int)(pt.X * COS_ANGLE - pt.Y * SIN_ANGLE);
- pRet.Y = (int)(pt.X * SIN_ANGLE + pt.Y * COS_ANGLE);
- return pRet;
- }
還有另一種 ,在方法中實(shí)例化一個(gè)對象, 但是這個(gè)對象其實(shí)是可以復(fù)用的。
- public static string ConvertQuot(string html)
- {
- Regex regex = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase);
- return regex.Replace(html, "\"");
- }
優(yōu)化后
- readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
- public static string ConvertQuot(string html)
- {
- return ReplaceQuot.Replace(html, "\"");
- }
還有一種是不必要的初始化,比如調(diào)用out參數(shù)之前,是不需要初始化的。
- public bool Check(int userid)
- {
- var user = new User();
- if(GetUser(userid,out user))
- {
- return user.Level > 1;
- }
- return false;
- }
這里的new User()就是不必要的操作,
優(yōu)化后
- public bool Check(int userid)
- {
- User user;
- if(GetUser(userid,out user))
- {
- return user.Level > 1;
- }
- return false;
- }
不要迷信正則表達(dá)式
正好在***個(gè)栗子里說到了正在表達(dá)式(Regex)對象就順便一起說了。
很多人以為正則表達(dá)式很快,非???超級(jí)的快。
雖然正則表達(dá)式是挺快的,不過千萬不要迷信他,不信你看下面的栗子。
- //方法1
- public static string ConvertQuot1(string html)
- {
- return html.Replace(""", "\"").Replace(""", "\"");
- }
- readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
- //方法2
- public static string ConvertQuot2(string html)
- {
- return ReplaceQuot.Replace(html, "\"");
- }
有多少人認(rèn)為正則表達(dá)式比較快的,舉個(gè)手??
結(jié)果為10w次循環(huán)的時(shí)間 ,即使是10個(gè)Replace連用,也比Regex好,所以不要迷信他。
- //方法1
- public static string ConvertQuot1(string html)
- {
- return html.Replace("0", "").Replace("1", "").Replace("2", "").Replace("3", "").Replace("4", "").Replace("5", "").Replace("6", "").Replace("7", "").Replace("8", "").Replace("9", "");
- }
- readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("[1234567890]", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
- //方法2
- public static string ConvertQuot2(string html)
- {
- return ReplaceQuot.Replace(html, "");
- }
ConvertQuot1:3518
ConvertQuot2:12479
***給你們看一個(gè)真實(shí)的,杯具的栗子。
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"<(.[^>]*)>", "", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"([\r\n])[\s]+", "", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"-->", "", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"<!--.*", "", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(quot|#34);", "\"", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(amp|#38);", "&", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(lt|#60);", "<", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(gt|#62);", ">", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(nbsp|#160);", " ", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(iexcl|#161);", "\xa1", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(cent|#162);", "\xa2", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(pound|#163);", "\xa3", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(copy|#169);", "\xa9", RegexOptions.IgnoreCase);
- Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&#(\d+);", "", RegexOptions.IgnoreCase);
#p#
合理使用正則表達(dá)式
上面說了正則表達(dá)式的效率不高,并不是說就不要用他了,至少正則表達(dá)式的作用不僅僅如此而已。
如果一定要用正則表達(dá)式的話也需要注意,能靜態(tài)全局公用的盡量全局公用。
- readonly static Regex regex = new Regex("[1234567890]", RegexOptions.Compiled);
意他的第二個(gè)參數(shù)RegexOptions.Compiled 注釋是 指定將正則表達(dá)式編譯為程序集。這會(huì)產(chǎn)生更快的執(zhí)行速度,但會(huì)增加啟動(dòng)時(shí)間。
通俗的說就是加了這個(gè)枚舉,會(huì)使得初始化Regex對象變慢,但是執(zhí)行字符串查找的時(shí)候更快, 不使用的話,初始化很多,查詢比較慢。
之前測過相差蠻大的 ,代碼就不比較了,有興趣的可以自己試試相差多少。
另外還有一些枚舉項(xiàng),不確定是否對性能有影響,不過還是按規(guī)則使用會(huì)比較好。
- RegexOptions.IgnoreCase // 指定不區(qū)分大小寫的匹配, 如果表達(dá)式中沒有字母,則不需要設(shè)定
- RegexOptions.Multiline // 多行模式。更改 ^ 和 $ 的含義.... 如果表達(dá)式中沒有^和$,則不需要設(shè)定
- RegexOptions.Singleline // 指定單行模式。更改點(diǎn) (.) 的含義.... 如果表達(dá)式中沒有.,則不需要設(shè)定
讓編譯器預(yù)處理常量的計(jì)算
編譯器在編譯程序段的時(shí)候 如果發(fā)現(xiàn)有一些運(yùn)算是常量對常量的,那么他會(huì)在編譯期間就計(jì)算完成,這樣可以使程序在執(zhí)行時(shí)不用重復(fù)計(jì)算了。
比如
不過編譯器有的時(shí)候也不是那么聰明的,
這個(gè)時(shí)候就需要我們幫助一下了,
給他加一個(gè)括號(hào),讓他知道應(yīng)該先計(jì)算常量,這樣就可以在編譯期間進(jìn)行運(yùn)算了。
字符串比較
這個(gè)可能很多人知道了,但還是提一下。
- string s = "";
- 1) if(s == ""){}
- 2) if(s == string.Empty){}
- 3) if (string.IsNullOrEmpty(s)) { }
- 4) if(s != null && s.Length ==0) {}
- 5) if((s+"").Length == 0){}
1,2最慢 3較快 4,5最快
1,2幾乎沒區(qū)別 4,5幾乎沒區(qū)別,不過這個(gè)只適用于比較null和空字符串,如果是連續(xù)的空白就是string.IsNullOrWhiteSpace最快了,不過這個(gè)方法2.0里面沒有。
所以2.0可以這樣 (s+"").trim() == 0
這里的關(guān)鍵就是 s + "" 這個(gè)操作可以把null轉(zhuǎn)換為""
注意第二個(gè)參數(shù)只能是""或string.Empty 這樣的累加幾乎是不消耗時(shí)間的,如果第二個(gè)參數(shù)是" "(一個(gè)空格)這個(gè)時(shí)間就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止了。
字符串拼接
字符串累加,這個(gè)道理和Regex一樣,不要盲目崇拜StringBuilder,在大量(或不確定的)string拼接的時(shí)候,StringBuilder確實(shí)可以起到提速的作用,而少數(shù)幾個(gè)固定的string累加的時(shí)候就不需要StringBuilder 了,畢竟StringBuilder 的初始化也是需要時(shí)間的。
ps: 這段我確實(shí)記得我是寫過的來著,不知道怎么的,發(fā)出來的時(shí)候就不見了.....
此外還有一個(gè)string.Concat方法,該方法可以小幅度的優(yōu)化程序的速度,幅度很小。
他和string.Join的區(qū)別在于沒有間隔符號(hào)(我之前常用string.Join("",a,b,c,d),不要告訴我只有我一個(gè)人這么干)
另一種經(jīng)常遇到的字符串拼接
- public string JoinIds(List<User> users)
- {
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- foreach (var user in users)
- {
- sb.Append("'");
- sb.Append(user.Id);
- sb.Append("',");
- }
- sb.Length = sb.Length - 1;
- return sb.ToString();
- }
對于這種情況有2中優(yōu)化的方案
對于3.5以上可以直接使用Linq輔助,這種方案代碼少,但是性能相對差一些
- public string JoinIds(List<User> users)
- {
- return "'" + string.Join("','", users.Select(it => it.Id)) + "'";
- }
對于非3.5或?qū)π阅芤髽O高的場合
- public string JoinIds(List<User> users)
- {
- var ee = users.GetEnumerator();
- StringBuilder sb = new StringBuilder();
- if (ee.MoveNext())
- {
- sb.Append("'");
- sb.Append(ee.Current.Id);
- sb.Append("'");
- while (ee.MoveNext())
- {
- sb.Append(",'");
- sb.Append(ee.Current.Id);
- sb.Append("'");
- }
- }
- return sb.ToString();
- }
#p#
bool類型的判斷返回
這種現(xiàn)象常見于新手程序員中
- //寫法1
- if(state == 1)
- {
- return true;
- }
- else
- {
- return false;
- }
- //寫法2
- return state == 1 ? true : false;
- //優(yōu)化后
- return state == 1;
類型的判斷
一般類型的判斷有2種形式
1,這種屬于代碼比較好寫,但是性能比較低, 原因就是GetType()的時(shí)候消耗了很多時(shí)間。
- Type type = obj.GetType();
- switch (type.Name)
- {
- case "Int32":
- break;
- case "String":
- break;
- case "Boolean":
- break;
- case "DateTime":
- break;
- ...
- ...
- default:
- break;
- }
2,這種屬性寫代碼麻煩,但是性能很高的類型。
- if (obj is string)
- {
- }
- else if (obj is int)
- {
- }
- else if (obj is DateTime)
- {
- }
- ...
- ...
- else
- {
- }
其實(shí)有個(gè)中間之道,既可以保證性能又可以比較好寫
- IConvertible conv = obj as IConvertible;
- if (conv != null)
- {
- switch (conv.GetTypeCode())
- {
- case TypeCode.Boolean:
- break;
- case TypeCode.Byte:
- break;
- case TypeCode.Char:
- break;
- case TypeCode.DBNull:
- break;
- case TypeCode.DateTime:
- break;
- case TypeCode.Decimal:
- break;
- case TypeCode.Double:
- break;
- case TypeCode.Empty:
- break;
- case TypeCode.Int16:
- break;
- case TypeCode.Int32:
- break;
- ...
- ...
- default:
- break;
- }
- }
- else
- {
- //處理其他類型
- }
大部分情況下 這個(gè)是可以用的 如果你自己有個(gè)類型實(shí)現(xiàn)了IConvertible,然后返回TypeCode.Int32 就不再這個(gè)討論范圍之內(nèi)了。
使用枚舉作為索引
下面這個(gè)是一個(gè)真實(shí)的例子,為了突出重點(diǎn),做了部分修改,刪除了多余的分支,源代碼中不只4個(gè)。
- enum TemplateCode
- {
- None = 0,
- Head = 1,
- Menu = 2,
- Foot = 3,
- Welcome = 4,
- }
- public string GetHtml(TemplateCode tc)
- {
- switch (tc)
- {
- case TemplateCode.Head:
- return GetHead();
- case TemplateCode.Menu:
- return GetMenu();
- case TemplateCode.Foot:
- return GetFoot();
- case TemplateCode.Welcome:
- return GetWelcome();
- default:
- throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
- }
- }
優(yōu)化后
- readonly static Func<string>[] GetTemplate = InitTemplateFunction();
- private static Func<string>[] InitTemplateFunction()
- {
- var arr = new Func<string>[5];
- arr[1] = GetHead;
- arr[2] = GetMenu;
- arr[3] = GetFoot;
- arr[4] = GetWelcome;
- return arr;
- }
- public string GetHtml(TemplateCode tc)
- {
- var index = (int)tc;
- if (index >= 1 && index <= 4)
- {
- return GetTemplate[index]();
- }
- throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
- }
不過有的時(shí)候,枚舉不一定都是連續(xù)的數(shù)字,那么也可以使用Dictionary。
- readonly static Dictionary<TemplateCode, Func<string>> TemplateDict = InitTemplateFunction();
- private static Dictionary<TemplateCode, Func<string>> InitTemplateFunction()
- {
- var ditc = new Dictionary<TemplateCode, Func<string>>();
- ditc.Add(TemplateCode.Head, GetHead);
- ditc.Add(TemplateCode.Menu, GetMenu);
- ditc.Add(TemplateCode.Foot, GetFoot);
- ditc.Add(TemplateCode.Welcome, GetWelcome);
- return ditc;
- }
- public string GetHtml(TemplateCode tc)
- {
- Func<string> func;
- if (TemplateDict.TryGetValue(tc,out func))
- {
- return func();
- }
- throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
- }
這種優(yōu)化在分支比較多的時(shí)候很好用,少的時(shí)候作用有限。
#p#
字符類型Char,分支判斷時(shí)的處理技巧
這部分內(nèi)容比較復(fù)雜,而且適用范圍有限,如果平時(shí)用不到的就可以忽略了。
在處理字符串對象的時(shí)候,有時(shí)會(huì)需要判斷char的值然后做進(jìn)一步的操作。
- public string Show(char c)
- {
- if (c >= '0' && c <= '9')
- {
- return "數(shù)字";
- }
- else if (c >= 'a' && c <= 'z')
- {
- return "小寫字母";
- }
- else if (c >= 'A' && c <= 'Z')
- {
- return "大寫字母";
- }
- else if (c == '/' || c == '\\' || c == '|'
- || c == '$' || c == '#' || c == '+'
- || c == '%' || c == '&' || c == '-'
- || c == '^' || c == '*' || c == '=')
- {
- return "特殊符號(hào)";
- }
- else if (c == ',' || c == '.' || c == '!'
- || c == ':' || c == ';' || c == '?'
- || c == '"' || c == '\'')
- {
- return "標(biāo)點(diǎn)符號(hào)";
- }
- else
- {
- return "其他";
- }
- }
這里有一種空間換時(shí)間的優(yōu)化方式, 雖說是空間換時(shí)間,但是實(shí)際浪費(fèi)的空間不會(huì)很多,因?yàn)閏har最多只有65536長度。
- readonly static byte[] CharMap = InitCharMap();
- private static byte[] InitCharMap()
- {
- var arr = new byte[char.MaxValue];
- for (char i = '0'; i <= '9'; i++)
- {
- arr[i] = 1;
- }
- for (char i = 'a'; i <= 'z'; i++)
- {
- arr[i] = 2;
- }
- for (char i = 'A'; i <= 'Z'; i++)
- {
- arr[i] = 3;
- }
- arr['/'] = 4;
- arr['\\'] = 4;
- arr['|'] = 4;
- arr['$'] = 4;
- arr['#'] = 4;
- arr['+'] = 4;
- arr['%'] = 4;
- arr['&'] = 4;
- arr['-'] = 4;
- arr['^'] = 4;
- arr['*'] = 4;
- arr['='] = 4;
- arr[','] = 5;
- arr['.'] = 5;
- arr['!'] = 5;
- arr[':'] = 5;
- arr[';'] = 5;
- arr['?'] = 5;
- arr['"'] = 5;
- arr['\''] = 5;
- return arr;
- }
- public string Show(char c)
- {
- switch (CharMap[c])
- {
- case 0:
- return "其他";
- case 1:
- return "數(shù)字";
- case 2:
- return "小寫字母";
- case 3:
- return "大寫字母";
- case 4:
- return "特殊符號(hào)";
- case 5:
- return "標(biāo)點(diǎn)符號(hào)";
- default:
- return "其他";
- }
- }
原先僅特殊符號(hào)一部分就需要判斷12次,修改過后只判斷一次就可以得到結(jié)果了,
這方面的栗子在我的Json組件(代碼)(文章1,2,3)中也有使用。
- /// <summary>
- /// <para>包含1: 可以為頭的字符</para>
- /// <para>包含2: 可以為單詞的字符</para>
- /// <para>包含4: 可以為數(shù)字的字符</para>
- /// <para>等于8: 空白字符</para>
- /// <para>包含16:轉(zhuǎn)義字符</para>
- /// <para></para>
- /// </summary>
- private readonly static byte[] _WordChars = new byte[char.MaxValue];
- private readonly static sbyte[] _UnicodeFlags = new sbyte[123];
- private readonly static sbyte[, ,] _DateTimeWords;
- static UnsafeJsonReader()
- {
- for (int i = 0; i < 123; i++)
- {
- _UnicodeFlags[i] = -1;
- }
- _WordChars['-'] = 1 | 4;
- _WordChars['+'] = 1 | 4;
- _WordChars['$'] = 1 | 2;
- _WordChars['_'] = 1 | 2;
- for (char c = 'a'; c <= 'z'; c++)
- {
- _WordChars[c] = 1 | 2;
- _UnicodeFlags[c] = (sbyte)(c - 'a' + 10);
- }
- for (char c = 'A'; c <= 'Z'; c++)
- {
- _WordChars[c] = 1 | 2;
- _UnicodeFlags[c] = (sbyte)(c - 'A' + 10);
- }
- _WordChars['.'] = 1 | 2 | 4;
- for (char c = '0'; c <= '9'; c++)
- {
- _WordChars[c] = 4;
- _UnicodeFlags[c] = (sbyte)(c - '0');
- }
- //科學(xué)計(jì)數(shù)法
- _WordChars['e'] |= 4;
- _WordChars['E'] |= 4;
- _WordChars[' '] = 8;
- _WordChars['\t'] = 8;
- _WordChars['\r'] = 8;
- _WordChars['\n'] = 8;
- _WordChars['t'] |= 16;
- _WordChars['r'] |= 16;
- _WordChars['n'] |= 16;
- _WordChars['f'] |= 16;
- _WordChars['0'] |= 16;
- _WordChars['"'] |= 16;
- _WordChars['\''] |= 16;
- _WordChars['\\'] |= 16;
- _WordChars['/'] |= 16;
- string[] a = { "jan", "feb", "mar", "apr", "may", "jun", "jul", "aug", "sep", "oct", "nov", "dec" };
- string[] b = { "mon", "tue", "wed", "thu", "fri", "sat", "sun" };
- _DateTimeWords = new sbyte[23, 21, 25];
- for (sbyte i = 0; i < a.Length; i++)
- {
- var d = a[i];
- _DateTimeWords[d[0] - 97, d[1] - 97, d[2] - 97] = (sbyte)(i + 1);
- }
- for (sbyte i = 0; i < b.Length; i++)
- {
- var d = b[i];
- _DateTimeWords[d[0] - 97, d[1] - 97, d[2] - 97] = (sbyte)-(i + 1);
- }
- _DateTimeWords['g' - 97, 'm' - 97, 't' - 97] = sbyte.MaxValue;
- }
- 摘取部分blqw.Json的代碼