C＃编译器会优化此代码吗？

Question

我经常遇到这种情况。 乍一看，我认为，“这是糟糕的编码; 我正在执行一个方法两次并且必然会得到相同的结果。“但是在想到这一点时，我不得不怀疑编译器是否像我一样聪明并且可以得出相同的结论。

var newList = oldList.Select(x => new Thing {
    FullName = String.Format("{0} {1}", x.FirstName, x.LastName),
    OtherThingId = x.GetOtherThing() != null : x.GetOtherThing().Id : 0 // Might call x.GetOtherThing() twice?
});

编译器的行为是否依赖于GetOtherThing方法的内容？ 说它看起来像这样（有点类似于我现在的真实代码）：

public OtherThing GetOtherThing() {
    if (this.Category == null) return null;
    return this.Category.OtherThings.FirstOrDefault(t => t.Text == this.Text);
}

这将禁止对这些对象来自的任何商店进行非常糟糕的异步更改，如果连续运行两次，肯定会返回相同的内容。 但如果它看起来像这样（为了论证而荒谬的例子）：

public OtherThing GetOtherThing() {
    return new OtherThing {
        Id = new Random().Next(100)
    };
}

连续两次运行将导致创建两个不同的对象，并且很可能具有不同的ID。 编译器在这些情况下会做什么？ 它是否像我在第一个清单中所展示的那样低效？

自己做一些工作

我运行了与第一个代码清单非常相似的东西，并在GetOtherThing实例方法中放置了一个断点。 断点被击中一次。 所以，看起来结果确实是缓存的。 在第二种情况下会发生什么，该方法可能每次返回不同的东西？ 编译器会不正确地优化？ 我发现结果有什么警告吗？

编辑

那个结论无效。 请参阅@ usr的答案下的评论。

Answer 1

这里有两个编译器需要考虑：将C＃转换为IL的C＃编译器，以及将IL转换为机器代码的IL编译器 - 称为抖动，因为它恰好发生在时间上。

Microsoft C＃编译器肯定没有这样的优化。 方法调用生成为方法调用，故事结束。

允许抖动执行您描述的优化， 前提是无法检测到这种情况 。 例如，假设你有：

y = M() != 0 ? M() : N()

和

static int M() { return 1; }

允许抖动将此程序转换为：

y = 1 != 0 ? 1 : N()

或者就此而言

y = 1;

抖动是否这样做是一个实现细节; 如果你关心的话，你将不得不向专家询问抖动是否确实会执行此优化。

同样，如果你有

static int m;
static int M() { return m; }

那么抖动可以将其优化成

y = m != 0 ? m : N()

甚至进入：

int q = m;
y = q != 0 ? q : N();

因为只要该字段不是易失性的，就允许抖动连续转换两个字段读取而不插入单个字段读取。 无论它是否这样做都是一个实现细节; 问一个抖动的开发人员。

但是，在后一个例子中，抖动不能忽略第二次调用，因为它有副作用。

我运行了与第一个代码清单非常相似的东西，并在GetOtherThing实例方法中放置了一个断点。 断点被击中一次。

这是非常不可能的。 在调试时几乎所有优化都会被关闭，这样就可以更容易地进行调试。 正如福尔摩斯从未说过的那样 ，当你消除不可能的事情时，最可能的解释是原来的海报是错误的。

Answer 2

如果您无法区分，编译器只能应用优化。 在您的“随机”示例中，您可以清楚地区分出来。 它不能以这种方式“优化”。 它会违反C＃规范。 事实上，该规范并未谈及优化问题。 它只是说你应该观察程序做什么。 在这种情况下，它指定应绘制两​​个随机数。

在第一个示例中，可以应用此优化。 它在实践中永远不会发生。 以下是一些令人困难的事情：

• 查询操作的数据可以通过您的虚函数调用来更改，或者您的lambda（ t => t.Text == this.Text ）可以更改列表。 非常阴险。
• 它可以被另一个线程改变。 我不确定.NET内存模型对此有何看法。
• 它可以通过反思来改变。
• 必须证明计算总是返回相同的值。 你会如何证明这一点？ 您需要分析可能运行的所有代码。 包括虚拟调用和依赖于数据的控制流。

所有这些都必须适用于非内联方法和跨程序集。

C＃编译器无法执行此操作，因为它无法查看mscorlib。 修补程序版本可能随时更改mscorlib。

JIT是一个糟糕的JIT（唉），它针对编译速度进行了优化（唉）。 它没有这样做。 如果您怀疑当前的JIT是否会进行一些高级优化，那么可以肯定它不会。