在C＃中，引用数组变量是否较慢？

Question

我有一个整数数组，我正在循环它们：

for (int i = 0; i < data.Length; i++)
{
  // do a lot of stuff here using data[i]
}

如果我做：

for (int i = 0; i < data.Length; i++)
{
  int value = data[i];
  // do a lot of stuff with value instead of data[i]
}

是否有任何表现收益/损失？

根据我的理解，直接访问C / C ++数组元素，即整数的n元素数组具有长度为n * sizeof（int）的连续内存块，而程序访问元素i通过执行类似* data [i]的操作= * data [0] +（i * sizeof（int））。 （请原谅我滥用符号，但你理解我的意思。）

所以这意味着C / C ++在引用数组变量时应该没有性能增益/损失。

C＃怎么样？ C＃有一堆额外的开销，如data.Length，data.IsSynchronized，data.GetLowerBound（），data.GetEnumerator（）。

显然，C＃数组与C / C ++数组不同。

那么判决是什么？ 我应该存储int value = data [i]并使用值，还是没有性能影响？

Answer 1

你可以吃蛋糕，也可以吃。 在许多情况下，抖动优化器可以轻松确定数组索引访问是安全的并且不需要检查。 你问题中的任何for循环就是这样一种情况，jitter知道索引变量的范围。 并且知道再次检查它是没有意义的。

您可以看到的唯一方法是生成的机器代码。 我将给出一个带注释的例子：

    static void Main(string[] args) {
        int[] array = new int[] { 0, 1, 2, 3 };
        for (int ix = 0; ix < array.Length; ++ix) {
            int value = array[ix];
            Console.WriteLine(value);
        }
    }

Starting at the for loop, ebx has the pointer to the array:

            for (int ix = 0; ix < array.Length; ++ix) {
00000037  xor         esi,esi                       ; ix = 0
00000039  cmp         dword ptr [ebx+4],0           ; array.Length < 0 ?
0000003d  jle         0000005A                      ; skip everything
                int value = array[ix];
0000003f  mov         edi,dword ptr [ebx+esi*4+8]   ; NO BOUNDS CHECK !!!
                Console.WriteLine(value);
00000043  call        6DD5BE38                      ; Console.Out
00000048  mov         ecx,eax                       ; arg = Out
0000004a  mov         edx,edi                       ; arg = value
0000004c  mov         eax,dword ptr [ecx]           ; call WriteLine()
0000004e  call        dword ptr [eax+000000BCh] 
            for (int ix = 0; ix < array.Length; ++ix) {
00000054  inc         esi                           ; ++ix
00000055  cmp         dword ptr [ebx+4],esi         ; array.Length > ix ?
00000058  jg          0000003F                      ; loop

数组索引发生在地址00003f，ebx具有数组指针，esi是索引，8是对象中数组元素的偏移量。 请注意如何不再针对数组边界检查esi值。 它的运行速度与C编译器生成的代码一样快。

Answer 2

是的 ，由于每次访问阵列的边界检查都会导致性能下降。

不 ，你很可能不需要担心它。

是的，您可以存储该值并使用该值。 不，这不是因为性能问题，而是因为它使代码更具可读性（恕我直言）。

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顺便说一句，JIT编译器可能会优化冗余检查，因此并不意味着您实际上会检查每次调用。 不管怎样，你可能不值得花时间担心它; 只是使用它，如果它成为瓶颈，你总是可以回去使用unsafe块。

Answer 3

你已经写过两种方式。 两种方式运行，测量它。 然后你就会知道。

但我认为你更喜欢使用副本，而不是总是直接使用数组元素，因为它更容易以这种方式编写代码 ，特别是如果你有很多涉及该特定值的操作。

Answer 4

编译器只能在此处执行公共子表达式优化，如果它可以证明该数组不被其他线程或在循环内调用的任何方法（包括委托）访问，那么自己创建本地副本可能更好。

但是可读性应该是您的主要关注点，除非此循环执行了很多次。

所有这些在C和C ++中也是如此 - 索引到数组将比访问局部变量慢。

作为旁注，您建议的优化并不好： value是关键字，请选择其他变量名称。

Answer 5

不太确定，但如果要多次使用它，存储值可能不会受到影响。 你也可以使用foreach语句:)