C#中那些[举手之劳]的性能优化
隔了很久没写东西了,主要是最近比较忙,更主要的是最近比较懒......
其实这篇很早就像写了
工作和生活中经常可以看到一些程序猿,写代码的时候只关注代码的逻辑性,而不考虑运行效率
其实这对大多数程序猿来说都是没有问题的
不过作为一只有理想的CodeMonkey,我还是希望给大家分享一些性能优化心得
曾经在网上听过这样一句话
程序的可读性和性能是成反比的
我非常赞同这句话,所以对于那些极度影响阅读的性能优化我就不在这里赘述了
今天主要说的就是一些举手之劳即可完成的性能优化
减少重复代码
这是最基本的优化方案,尽可能减少那些重复做的事,让他们只做一次
比较常见是这种代码,同样的Math.Cos(angle) 和Math.Sin(angle)都做了2次
复制代码
private Point RotatePt(double angle, Point pt)
{
Point pRet = new Point();
angle = -angle;
pRet.X = (int)((double)pt.X * Math.Cos(angle) - (double)pt.Y * Math.Sin(angle));
pRet.Y = (int)((double)pt.X * Math.Sin(angle) + (double)pt.Y * Math.Cos(angle));
return pRet;
}
复制代码
优化后
复制代码
private Point RotatePt3(double angle, Point pt)
{
Point pRet = new Point();
angle = -angle;
double SIN_ANGLE = Math.Sin(angle);
double COS_ANGLE = Math.Cos(angle);
pRet.X =(int)(pt.X * COS_ANGLE - pt.Y * SIN_ANGLE);
pRet.Y = (int)(pt.X * SIN_ANGLE + pt.Y * COS_ANGLE);
return pRet;
}
复制代码
还有另一种 ,在方法中实例化一个对象, 但是这个对象其实是可以复用的
public static string ConvertQuot(string html)
{
Regex regex = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase);
return regex.Replace(html, "\"");
}
优化后
readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
public static string ConvertQuot(string html)
{
return ReplaceQuot.Replace(html, "\"");
}
还有一种是不必要的初始化,比如调用out参数之前,是不需要初始化的
复制代码
public bool Check(int userid)
{
var user = new User();
if(GetUser(userid,out user))
{
return user.Level > 1;
}
return false;
}
复制代码
这里的new User()就是不必要的操作,
优化后
复制代码
public bool Check(int userid)
{
User user;
if(GetUser(userid,out user))
{
return user.Level > 1;
}
return false;
}
复制代码
不要迷信正则表达式
正好在第一个栗子里说到了正在表达式(Regex)对象就顺便一起说了
很多人以为正则表达式很快,非常快,超级的快
虽然正则表达式是挺快的,不过千万不要迷信他,不信你看下面的栗子
复制代码
//方法1
public static string ConvertQuot1(string html)
{
return html.Replace(""", "\"").Replace(""", "\"");
}
readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("&(quot|#34);", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
//方法2
public static string ConvertQuot2(string html)
{
return ReplaceQuot.Replace(html, "\"");
}
复制代码
有多少人认为正则表达式比较快的,举个手??
结果为10w次循环的时间 ,即使是10个Replace连用,也比Regex好,所以不要迷信他
复制代码
//方法1
public static string ConvertQuot1(string html)
{
return html.Replace("0", "").Replace("1", "").Replace("2", "").Replace("3", "").Replace("4", "").Replace("5", "").Replace("6", "").Replace("7", "").Replace("8", "").Replace("9", "");
}
readonly static Regex ReplaceQuot = new Regex("[1234567890]", RegexOptions.IgnoreCase | RegexOptions.Compiled);
//方法2
public static string ConvertQuot2(string html)
{
return ReplaceQuot.Replace(html, "");
}
复制代码
ConvertQuot1:3518
ConvertQuot2:12479
最后给你们看一个真实的,杯具的栗子
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"<(.[^>]*)>", "", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"([\r\n])[\s]+", "", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"-->", "", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"<!--.*", "", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(quot|#34);", "\"", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(amp|#38);", "&", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(lt|#60);", "<", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(gt|#62);", ">", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(nbsp|#160);", " ", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(iexcl|#161);", "\xa1", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(cent|#162);", "\xa2", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(pound|#163);", "\xa3", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&(copy|#169);", "\xa9", RegexOptions.IgnoreCase);
Htmlstring = Regex.Replace(Htmlstring, @"&#(\d+);", "", RegexOptions.IgnoreCase);
复制代码
合理使用正则表达式
上面说了正则表达式的效率不高,并不是说就不要用他了,至少正则表达式的作用不仅仅如此而已
如果一定要用正则表达式的话也需要注意,能静态全局公用的尽量全局公用
readonly static Regex regex = new Regex("[1234567890]", RegexOptions.Compiled);
注意他的第二个参数RegexOptions.Compiled 注释是 指定将正则表达式编译为程序集。这会产生更快的执行速度，但会增加启动时间。
通俗的说就是加了这个枚举,会使得初始化Regex对象变慢,但是执行字符串查找的时候更快, 不使用的话,初始化很多,查询比较慢
之前测过相差蛮大的 ,代码就不比较了,有兴趣的可以自己试试相差多少
另外还有一些枚举项,不确定是否对性能有影响,不过还是按规则使用会比较好
RegexOptions.IgnoreCase // 指定不区分大小写的匹配, 如果表达式中没有字母,则不需要设定
RegexOptions.Multiline // 多行模式。更改 ^ 和 $ 的含义.... 如果表达式中没有^和$,则不需要设定
RegexOptions.Singleline // 指定单行模式。更改点 (.) 的含义.... 如果表达式中没有.,则不需要设定
让编译器预处理常量的计算
编译器在编译程序段的时候 如果发现有一些运算是常量对常量的,那么他会在编译期间就计算完成,这样可以使程序在执行时不用重复计算了
比如
不过编译器有的时候也不是那么聪明的
这个时候就需要我们帮助一下了
给他加一个括号,让他知道应该先计算常量,这样就可以在编译期间进行运算了
字符串比较
这个可能很多人知道了,但还是提一下
复制代码
string s = "";
1) if(s == ""){}
2) if(s == string.Empty){}
3) if (string.IsNullOrEmpty(s)) { }
4) if(s != null && s.Length ==0) {}
5) if((s+"").Length == 0){}
复制代码
1,2最慢 3较快 4,5最快
1,2几乎没区别 4,5几乎没区别
不过这个只适用于比较null和空字符串,如果是连续的空白就是string.IsNullOrWhiteSpace最快了,不过这个方法2.0里面没有
所以2.0可以这样 (s+"").trim() == 0
这里的关键就是 s + "" 这个操作可以把null转换为""
注意第二个参数只能是""或string.Empty 这样的累加几乎是不消耗时间的,如果第二个参数是" "(一个空格)这个时间就远远不止了
字符串拼接
字符串累加,这个道理和Regex一样,不要盲目崇拜StringBuilder
在大量(或不确定的)string拼接的时候,StringBuilder确实可以起到提速的作用
而少数几个固定的string累加的时候就不需要StringBuilder 了,毕竟StringBuilder 的初始化也是需要时间的
感谢#5楼 2014-03-24 16:45 残蛹 博友提供的说明
ps: 这段我确实记得我是写过的来着,不知道怎么的,发出来的时候就不见了.....
此外还有一个string.Concat方法,该方法可以小幅度的优化程序的速度,幅度很小
他和string.Join的区别在于没有间隔符号(我之前常用string.Join("",a,b,c,d),不要告诉我只有我一个人这么干)
另一种经常遇到的字符串拼接
复制代码
public string JoinIds(List<User> users)
{
StringBuilder sb = new StringBuilder();
foreach (var user in users)
{
sb.Append("'");
sb.Append(user.Id);
sb.Append("',");
}
sb.Length = sb.Length - 1;
return sb.ToString();
}
复制代码
对于这种情况有2中优化的方案
对于3.5以上可以直接使用Linq辅助,这种方案代码少,但是性能相对差一些
public string JoinIds(List<User> users)
{
return "'" + string.Join("','", users.Select(it => it.Id)) + "'";
}
对于非3.5或对性能要求极高的场合
复制代码
public string JoinIds(List<User> users)
{
var ee = users.GetEnumerator();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
if (ee.MoveNext())
{
sb.Append("'");
sb.Append(ee.Current.Id);
sb.Append("'");
while (ee.MoveNext())
{
sb.Append(",'");
sb.Append(ee.Current.Id);
sb.Append("'");
}
}
return sb.ToString();
}
复制代码
bool类型的判断返回
这种现象常见于新手程序员中
复制代码
//写法1
if(state == 1)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
//写法2
return state == 1 ? true : false;
//优化后
return state == 1;
复制代码
类型的判断
一般类型的判断有2种形式
1,这种属于代码比较好写,但是性能比较低, 原因就是GetType()的时候消耗了很多时间
复制代码
Type type = obj.GetType();
switch (type.Name)
{
case "Int32":
break;
case "String":
break;
case "Boolean":
break;
case "DateTime":
break;
...
...
default:
break;
}
复制代码
2,这种属性写代码麻烦,但是性能很高的类型
复制代码
if (obj is string)
{
}
else if (obj is int)
{
}
else if (obj is DateTime)
{
}
...
...
else
{
}
复制代码
其实有个中间之道,既可以保证性能又可以比较好写
复制代码
IConvertible conv = obj as IConvertible;
if (conv != null)
{
switch (conv.GetTypeCode())
{
case TypeCode.Boolean:
break;
case TypeCode.Byte:
break;
case TypeCode.Char:
break;
case TypeCode.DBNull:
break;
case TypeCode.DateTime:
break;
case TypeCode.Decimal:
break;
case TypeCode.Double:
break;
case TypeCode.Empty:
break;
case TypeCode.Int16:
break;
case TypeCode.Int32:
break;
...
...
default:
break;
}
}
else
{
//处理其他类型
}
复制代码
大部分情况下 这个是可以用的 如果你自己有个类型实现了IConvertible,然后返回TypeCode.Int32 就不再这个讨论范围之内了
使用枚举作为索引
下面这个是一个真实的例子,为了突出重点,做了部分修改,删除了多余的分支,源代码中不只4个
复制代码
enum TemplateCode
{
None = 0,
Head = 1,
Menu = 2,
Foot = 3,
Welcome = 4,
}
public string GetHtml(TemplateCode tc)
{
switch (tc)
{
case TemplateCode.Head:
return GetHead();
case TemplateCode.Menu:
return GetMenu();
case TemplateCode.Foot:
return GetFoot();
case TemplateCode.Welcome:
return GetWelcome();
default:
throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
}
}
复制代码
优化后
复制代码
readonly static Func<string>[] GetTemplate = InitTemplateFunction();
private static Func<string>[] InitTemplateFunction()
{
var arr = new Func<string>[5];
arr[1] = GetHead;
arr[2] = GetMenu;
arr[3] = GetFoot;
arr[4] = GetWelcome;
return arr;
}
public string GetHtml(TemplateCode tc)
{
var index = (int)tc;
if (index >= 1 && index <= 4)
{
return GetTemplate[index]();
}
throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
}
复制代码
不过有的时候,枚举不一定都是连续的数字,那么也可以使用Dictionary
复制代码
readonly static Dictionary<TemplateCode, Func<string>> TemplateDict = InitTemplateFunction();
private static Dictionary<TemplateCode, Func<string>> InitTemplateFunction()
{
var ditc = new Dictionary<TemplateCode, Func<string>>();
ditc.Add(TemplateCode.Head, GetHead);
ditc.Add(TemplateCode.Menu, GetMenu);
ditc.Add(TemplateCode.Foot, GetFoot);
ditc.Add(TemplateCode.Welcome, GetWelcome);
return ditc;
}
public string GetHtml(TemplateCode tc)
{
Func<string> func;
if (TemplateDict.TryGetValue(tc,out func))
{
return func();
}
throw new ArgumentOutOfRangeException("tc");
}
复制代码
这种优化在分支比较多的时候很好用,少的时候作用有限
字符类型Char,分支判断时的处理技巧
这部分内容比较复杂,而且适用范围有限,如果平时用不到的就可以忽略了
在处理字符串对象的时候,有时会需要判断char的值然后做进一步的操作
复制代码
public string Show(char c)
{
if (c >= '0' && c <= '9')
{
return "数字";
}
else if (c >= 'a' && c <= 'z')
{
return "小写字母";
}
else if (c >= 'A' && c <= 'Z')
{
return "大写字母";
}
else if (c == '/' || c == '\\' || c == '|'
|| c == '$' || c == '#' || c == '+'
|| c == '%' || c == '&' || c == '-'
|| c == '^' || c == '*' || c == '=')
{
return "特殊符号";
}
else if (c == ',' || c == '.' || c == '!'
|| c == ':' || c == ';' || c == '?'
|| c == '"' || c == '\'')
{
return "标点符号";
}
else
{
return "其他";
}
}
复制代码
这里有一种空间换时间的优化方式, 虽说是空间换时间,但是实际浪费的空间不会很多,因为char最多只有65536长度
复制代码
readonly static byte[] CharMap = InitCharMap();
private static byte[] InitCharMap()
{
var arr = new byte[char.MaxValue];
for (char i = '0'; i <= '9'; i++)
{
arr[i] = 1;
}
for (char i = 'a'; i <= 'z'; i++)
{
arr[i] = 2;
}
for (char i = 'A'; i <= 'Z'; i++)
{
arr[i] = 3;
}
arr['/'] = 4;
arr['\\'] = 4;
arr['|'] = 4;
arr['$'] = 4;
arr['#'] = 4;
arr['+'] = 4;
arr['%'] = 4;
arr['&'] = 4;
arr['-'] = 4;
arr['^'] = 4;
arr['*'] = 4;
arr['='] = 4;
arr[','] = 5;
arr['.'] = 5;
arr['!'] = 5;
arr[':'] = 5;
arr[';'] = 5;
arr['?'] = 5;
arr['"'] = 5;
arr['\''] = 5;
return arr;
}
public string Show(char c)
{
switch (CharMap[c])
{
case 0:
return "其他";
case 1:
return "数字";
case 2:
return "小写字母";
case 3:
return "大写字母";
case 4:
return "特殊符号";
case 5:
return "标点符号";
default:
return "其他";
}
}
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