C＃編譯器會優化此代碼嗎？

Question

我經常遇到這種情況。 乍一看，我認為，“這是糟糕的編碼; 我正在執行一個方法兩次並且必然會得到相同的結果。“但是在想到這一點時，我不得不懷疑編譯器是否像我一樣聰明並且可以得出相同的結論。

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?
});

編譯器的行為是否依賴於GetOtherThing方法的內容？ 說它看起來像這樣（有點類似於我現在的真實代碼）：

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

這將禁止對這些對象來自的任何商店進行非常糟糕的異步更改，如果連續運行兩次，肯定會返回相同的內容。 但如果它看起來像這樣（為了論證而荒謬的例子）：

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

連續兩次運行將導致創建兩個不同的對象，並且很可能具有不同的ID。 編譯器在這些情況下會做什么？ 它是否像我在第一個清單中所展示的那樣低效？

自己做一些工作

我運行了與第一個代碼清單非常相似的東西，並在GetOtherThing實例方法中放置了一個斷點。 斷點被擊中一次。 所以，看起來結果確實是緩存的。 在第二種情況下會發生什么，該方法可能每次返回不同的東西？ 編譯器會不正確地優化？ 我發現結果有什么警告嗎？

編輯

那個結論無效。 請參閱@ usr的答案下的評論。

Answer 1

這里有兩個編譯器需要考慮：將C＃轉換為IL的C＃編譯器，以及將IL轉換為機器代碼的IL編譯器 - 稱為抖動，因為它恰好發生在時間上。

Microsoft C＃編譯器肯定沒有這樣的優化。 方法調用生成為方法調用，故事結束。

允許抖動執行您描述的優化， 前提是無法檢測到這種情況 。 例如，假設你有：

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

和

static int M() { return 1; }

允許抖動將此程序轉換為：

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

或者就此而言

y = 1;

抖動是否這樣做是一個實現細節; 如果你關心的話，你將不得不向專家詢問抖動是否確實會執行此優化。

同樣，如果你有

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

那么抖動可以將其優化成

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

甚至進入：

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

因為只要該字段不是易失性的，就允許抖動連續轉換兩個字段讀取而不插入單個字段讀取。 無論它是否這樣做都是一個實現細節; 問一個抖動的開發人員。

但是，在后一個例子中，抖動不能忽略第二次調用，因為它有副作用。

我運行了與第一個代碼清單非常相似的東西，並在GetOtherThing實例方法中放置了一個斷點。 斷點被擊中一次。

這是非常不可能的。 在調試時幾乎所有優化都會被關閉，這樣就可以更容易地進行調試。 正如福爾摩斯從未說過的那樣 ，當你消除不可能的事情時，最可能的解釋是原來的海報是錯誤的。

Answer 2

如果您無法區分，編譯器只能應用優化。 在您的“隨機”示例中，您可以清楚地區分出來。 它不能以這種方式“優化”。 它會違反C＃規范。 事實上，該規范並未談及優化問題。 它只是說你應該觀察程序做什么。 在這種情況下，它指定應繪制兩​​個隨機數。

在第一個示例中，可以應用此優化。 它在實踐中永遠不會發生。 以下是一些令人困難的事情：

• 查詢操作的數據可以通過您的虛函數調用來更改，或者您的lambda（ t => t.Text == this.Text ）可以更改列表。 非常陰險。
• 它可以被另一個線程改變。 我不確定.NET內存模型對此有何看法。
• 它可以通過反思來改變。
• 必須證明計算總是返回相同的值。 你會如何證明這一點？ 您需要分析可能運行的所有代碼。 包括虛擬調用和依賴於數據的控制流。

所有這些都必須適用於非內聯方法和跨程序集。

C＃編譯器無法執行此操作，因為它無法查看mscorlib。 修補程序版本可能隨時更改mscorlib。

JIT是一個糟糕的JIT（唉），它針對編譯速度進行了優化（唉）。 它沒有這樣做。 如果您懷疑當前的JIT是否會進行一些高級優化，那么可以肯定它不會。