C# .NET 中按值传递与按引用传递的性能答案

【问题标题】：Performance of pass by value vs. pass by reference in C# .NETC# .NET 中按值传递与按引用传递的性能
【发布时间】：2011-03-24 16:16:00
【问题描述】：

我创建了一个轻量级的类，它的构造函数接受大约 10 个参数。该类不改变参数值；它只是通过构造函数在本地存储值。

有些参数是引用类型（字符串、类），有些是值类型（int、bool、枚举）。

我的问题是我是否应该通过引用传递所有参数（类除外），即使用关键字ref？

我在这里考虑的是性能。

【问题讨论】：

我看不出它有什么帮助。即使ref 节省了复制结构的时间，您也不能将refs 保留为类成员，ref 仅在方法内有用。
C# 'ref' keyword, performance的可能重复

标签： c#

【解决方案1】：

我不确定 c#，但是对于 c++/c，这取决于您传递的内容。如果您传递的是基本类型（int、float、double、char）......那么按值传递比按引用传递更快（因为函数调用为此进行了优化。如果你传递更大的东西，一个大类，一个数组，长字符串......然后通过引用传递会快得多，因为如果你正在做一个 int[100000] 那么处理器将不得不分配一个 100000 x 32/ 64（取决于架构）块，然后将所有值复制过来，这需要很多时间。而通过引用只是传递一个指针

C# 抽象掉了大部分，所以我不知道它是做什么的，但我认为在效率方面适用于 c++/c 的东西通常可以适用于 c#。

【讨论】：

【解决方案2】：

我发现在大容量函数调用中，通过 ref 传递的值类型会稍微快一些。如果您有大量的函数调用并且需要速度，这可能是一个考虑因素。我愿意接受其他证据。

public static void PassValue(decimal value)
{

}

public static void PassRef(ref decimal value)
{

}            

decimal passMe = 0.00010209230982047828903749827394729385792342352345m;

for (int x = 0; x < 20; x++)
{
    DateTime start = DateTime.UtcNow;
    TimeSpan taken = new TimeSpan();

    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        PassValue(passMe);
    }

    taken = (DateTime.UtcNow - start);
    Console.WriteLine("Value : " + taken.TotalMilliseconds);

    start = DateTime.UtcNow;

    for (int i = 0; i < 50000000; i++)
    {
        PassRef(ref passMe);
    }

    taken = (DateTime.UtcNow - start);
    Console.WriteLine("Ref : " + taken.TotalMilliseconds);
}

结果：

Value : 150
Ref : 140
Value : 150
Ref : 143
Value : 151
Ref : 143
Value : 152
Ref : 144
Value : 152
Ref : 143
Value : 154
Ref : 144
Value : 152
Ref : 143
Value : 154
Ref : 143
Value : 157
Ref : 143
Value : 153
Ref : 144
Value : 154
Ref : 147
Value : 153
Ref : 144
Value : 153
Ref : 144
Value : 153
Ref : 146
Value : 152
Ref : 144
Value : 153
Ref : 143
Value : 153
Ref : 143
Value : 153
Ref : 144
Value : 153
Ref : 144
Value : 152
Ref : 143

【讨论】：

【解决方案3】：

据我了解，您有一个只有字段的类和一个将参数分配给这些字段的构造函数，对吧？

如果是这种情况，我会考虑在构造函数中使用 ref 是不好的做法。如果将参数分配给该类中的字段，则无论如何它都会按值存储。所以如果你不改变构造函数中的值，就不需要通过引用来使用它。

【讨论】：

【解决方案4】：

没有。通过引用传递参数会增加开销，因此只会降低性能。

【讨论】：

我习惯了 c++，所以我可能完全错了，但你能详细说明一下吗？假设我有一些巨大的对象，不会：通过引用传递只传递数据的地址，而不必复制完整的对象？
@SvenvandenBoogaart 你没有应付它。您正在方法内创建一个新指针来保存对象值。但是更改指针值不会修改用于将此值传递给方法调用的外部指针。
结构是按值传递的，因此使用 ref 会提高性能。
@OrestisP.：仅当结构的大小明显大于参考的大小时，但如果结构那么大，那么它很可能不应该在第一名。
@Guffa：结构体只需要超过 32/64 位（取决于架构）即可提高性能，这对于结构体来说很常见。在问题的上下文中，假设所有参数都可以在逻辑上组合在一起，将它们包装在一个结构中并将其作为 ref 传递将提高性能（或从 C# 7 开始使用“in”）。另一个经常出现的例子是 Vector3 结构（主要用于处理模拟），它由 3 个浮点数（12 个字节）组成。

【解决方案5】：

没有。对于引用类型，您已经在传递引用，除非您想更改引用指向的内容，否则无需按引用传递引用，例如为其分配一个新对象。对于值类型，你可以通过引用传递，但除非你有性能问题，否则我不会这样做。特别是如果所讨论的类型很小（4 字节或更少），则几乎没有或没有性能提升，甚至可能会受到惩罚。

【讨论】：

我的理解是，在通过引用传递值类型时总会有性能损失，因为值类型必须被装箱。据我了解（来自奇妙的 C# In Depth，同样奇妙的 @JonSkeet）将值类型作为引用参数传递永远不会导致性能提高，相反它总是会导致性能下降。
@BenH：“通过引用传递值类型时总会有性能损失，因为值类型必须被装箱” -- 没有。您似乎将通过引用传递与传递 a 引用混淆了。她们不一样。将 ref 与值类型一起使用不会将值装箱。它将引用（指针）传递给保存该值的变量。
@PeterDuniho：在 .NET 内部，通过引用传递参数会传递“byref”。我没有看到该术语在讨论中被大量使用，但我认为如果更频繁地使用它会减少混乱，因为它听起来不像“对象引用”而不是“通过引用”这个短语。

【解决方案6】：

仅当方法需要更改参数时才使用ref，并且这些更改需要传递给调用代码。只有在通过分析器运行它并确定瓶颈确实是 CLR 将方法参数复制到堆栈上时，才应该优化它。

请记住，CLR 已针对使用参数调用方法进行了高度优化，因此我认为这不是问题。

【讨论】：

【解决方案7】：

如果类只保存参数，也许你应该使用结构？

也许这很有趣？

When to use struct?

【讨论】：