高效的運行時類型檢查

Question

我有如下類的層次結構（實際上我有超過 3 個派生類型）：

class A {};
class B : A  {};
class C : B  {};
class D : A  {};

這些類的實例存儲在List<A> collections 中。 有時 collections 相當大（數千甚至數萬個對象）。

在我的代碼中，我經常需要根據對象的確切類型執行一些操作。 像這樣的東西：

List<A> collection = ...
foreach (A obj in collection)
{
    if (obj is C)
        something(obj as C);
    else if (obj is B)
        somethingElse(obj as B);
    ....
}

如您所見，代碼對 object 的類型和強制轉換執行了許多檢查。 對於具有許多元素的 collections，代碼的性能並不是那么好。

在我的情況下，您會建議什么來加快運行時類型檢查？

Answer 1

在我看來，您應該將“某物”移動到A上的虛擬方法中，然后B 、 C和D中的每一個都可以根據需要覆蓋它（這可能只是意味着調用外部方法 - 他們不需要這樣做工作本身） - 或者不根據需要覆蓋。

那么這就變成了：

foreach (A obj in collection)
{
    obj.DoSomething();
}

IE

class A {
    public virtual void DoSomething() {...}
}
class B : A   {
    public override void DoSomething() {...}
}

ETC

Answer 2

使 function “某事”中實現的功能成為 Class A 的行為/方法，然后在適用的子類中重新定義它（確保該方法被定義為虛擬）。

在這種情況下，您可以立即致電：

List<A> collection = ...
foreach (A obj in collection)
{
  obj.something()
}

Answer 3

僅用as並檢查 null 代替：

C c = obj as C;
if (c != null)
    something(c);

它只會執行一次投射。 as和is實際上都執行強制轉換，因此實際上沒有必要一起使用它們。

話雖如此，鑄造相對便宜。 強制轉換的任何性能損失都應該與something(c)或something(b)的實現相形見絀，所以不要想太多，除非你嘗試轉換的類型數量非常大。

如果您控制A ， B ， C類，請查看您是否可以返工您的 model ，因此您根本不需要進行鑄造 - 使用其他人建議的虛擬方法。

Answer 4

使用as或is沒有明顯的性能差異。 然而，我在框架中看到的是它們為每種類型提供了一個具有唯一值的枚舉。 這樣您就可以打開 object 的類型。

表達式樹就是這樣做的，它們有一個名為NodeType的屬性，它返回一個包含該類型的值。 這樣您就不需要做不止一種類型的測試。

再一次，Marc 只是提醒我，有時可以通過正確使用多態性來解決這些類型的情況，並且您遇到此問題可能表明您編寫類的方式存在潛在問題。

Answer 5

在我看來，您應該只使用虛擬方法。 它將產生更易讀的高效代碼。

Answer 6

通常干凈的解決方案是虛擬方法。 但有時這是不可能的。 在這種情況下，您可以使用Dictionary<Type,Action> 。

Dictionary<Type,Action> actions=new Dict...;

Action action;
if(!actions.TryGetValue(obj.GetType(), out action))
{
  action=GetActionForType(obj.GetType());
  actions.Add(obj.GetType(), action);
}
action();

請注意，這僅適用於確切類型，不適用於派生類型。 因此，您可能需要在GetActionForType中添加一些基於Type.IsAssignableFrom的邏輯。

顯然這個實現不是線程安全的。