如果我有 ac# readonly 结构，它有非只读结构作为成员，编译器会用 in 参数创建防御性副本

Question

因此，如果我有一个结构体 PlayerData，它具有在 System.Numerics 中定义的 Vector3 结构体的成员（不是只读结构体）

public readonly struct PlayerData
{
   public readonly Vector3 SpawnPoint;
   public readonly Vector3 CurrentPosition;
   public readonly Vector3 Scale;    
  
   ...constructor that initializes fields
}

我将它们传递给方法：

AddPlayerData(new PlayerData(Vector3.Zero, Vector3.UnitX, Vector3.One))

public void AddPlayerData(in PlayerData playerData)
{
  ...
}

c# 是否会因为 Vector3 成员不是只读结构而是只读字段而创建防御性副本？ 现有的库不提供向量的只读版本，所以如果我不为基本向量编写自己的版本，在传递大于 intptr 的结构时，我是否被迫忘记整个参数优化？ 阅读时关于使用的信息不是很清楚： https : //docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/write-safe-efficient-code

Answer 1

有趣的问题。 让我们测试一下：

    public void AddPlayerData(in PlayerData pd)
    {
        pd.SpawnPoint.X = 42;
    }

给出编译器错误：

只读字段 'PlayerData.SpawnPoint' 的成员不能修改（构造函数或变量中除外）

由此我假设编译器不会创建任何防御性副本，因为无论如何都不能修改非只读结构。 可能存在一些允许结构更改的边缘情况，我对语言规范不够精通，无法确定这一点。

然而，讨论编译器优化是很困难的，因为只要结果相同，编译器通常可以自由地做任何它想做的事情，因此编译器版本之间的行为很可能会发生变化。 像往常一样，建议是做一个基准来比较你的替代品。

所以让我们这样做：

public readonly struct PlayerData1
{
    public readonly Vector3 A;
    public readonly Vector3 B;
    public readonly Vector3 C;
    public readonly Vector3 D;
    public readonly Vector3 E;
    public readonly Vector3 F;
    public readonly Vector3 G;
    public readonly Vector3 H;
}
public readonly struct PlayerData2
{
    public readonly ReadonlyVector3 A;
    public readonly ReadonlyVector3 B;
    public readonly ReadonlyVector3 C;
    public readonly ReadonlyVector3 D;
    public readonly ReadonlyVector3 E;
    public readonly ReadonlyVector3 F;
    public readonly ReadonlyVector3 G;
    public readonly ReadonlyVector3 H;
}

public readonly struct ReadonlyVector3
{
    public readonly float X;
    public readonly float Y;
    public readonly float Z;
}

    public static float Sum1(in PlayerData1 pd) => pd.A.X + pd.D.Y + pd.H.Z;
    public static float Sum2(in PlayerData2 pd) => pd.A.X + pd.D.Y + pd.H.Z;

    [Test]
    public void TestInParameterPerformance()
    {
        var pd1 = new PlayerData1();
        var pd2 = new PlayerData2();

        // Do warmup 
        Sum1(pd1);
        Sum2(pd2);
        float sum1 = 0;
        
        var sw1 = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
        {
            sum1 += Sum1(pd1);
        }


        float sum2 = 0;
        sw1.Stop();
        var sw2 = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
        {
            sum2 += Sum2(pd2);
        }
        sw2.Stop();

        Console.WriteLine("Sum1: " + sw1.ElapsedMilliseconds);
        Console.WriteLine("Sum2: " + sw2.ElapsedMilliseconds);
    }

对我来说，使用 .Net framework 4.8 这给

Sum1: 1035
Sum2: 1027

即在测量误差范围内。 所以我不会担心。