C# 本地数组 IReadOnlyCollection/IReadOnlyList 优化对象创建答案

【问题标题】：C# local arrays IReadOnlyCollection/IReadOnlyList optimizing away object creationC# 本地数组 IReadOnlyCollection/IReadOnlyList 优化对象创建
【发布时间】：2016-10-29 23:35:42
【问题描述】：

以下三种方法是否具有等效的垃圾收集行为？ #1 有点牵强，但是今天的 C# 编译器是否足够聪明，可以在每次调用方法时优化 #2 中的对象创建？我特别不想在方法之外提升数组初始化。

    public Boolean IsRgb1(string color)
    {
        string[] colors = { "red", "green", "blue" };
        return colors.Contains(color);
    }

    public Boolean IsRgb2(string color)
    {
        IReadOnlyCollection<string> colors = new[] { "red", "green", "blue" };
        return colors.Contains(color);
    }

    public Boolean IsRgb3(string color)
    {
        switch(color)
        {
            case "red":
            case "green":
            case "blue":
                return true;
            default:
                return false;
        }
    }

【问题讨论】：

标签： c# readonly

【解决方案1】：

没有与这些类型相关的编译器魔法。每次调用时，总是在 Rgb1 和 Rgb2 中创建一个数组。

数组声明简写语法

string[] colors = { "red", "green", "blue" };

与（显示“推导语法”）相同

string[] colors = new string[3] { "red", "green", "blue" };

基本规则是：new总是创建一个新的对象/实例。要只创建一次（数组）对象，只需创建一次。然后可以使用成员/字段共享单个数组实例。这种“提升”必须手动完成。

// One array created and stored for later use ..
private static string[] Colors = { "red", "green", "blue" };
// .. independent of number of times this method is called
public Boolean IsRgb(string color)
{
    return Colors.Contains(color);
}

在这两种情况下，Contains 都来自 IEnumerable<T>，因为 T[] 和 IReadOnlyList<T> 都是 IEnumerable¹ 的子类型，并且符合 LINQ Contains 扩展方法的条件。将使用相同的 IEnumerable Contains 实现（LINQ To Objects），并且应用于数组的任何特化都应适用于这两种情况。

Rgb3 案例完全避免了数组的创建，它避免了一些方法调用，它避免了执行广义集合的开销包含“循环”逻辑。这将是最快的——如果/在什么地方很重要——仅仅是因为它要做的事情最少。

一个简单的字符串switch语句可以被认为是编写一系列if..else if..比较相同值的替代方法。在这种情况下，每个方法调用没有创建新对象：字符串文字已被保留，显然没有新数组。

或者，考虑只使用一个表达式：

 return color == "red" || color == "green" || color == "blue";

¹由于类型继承比较混乱，这里摘录一小段：

T[] -> IEnumerable<T> (Contains as Extension Method)
    -> IList<T> -> ICollection<T> (Contains in Interface) -> IEnumerable<T>
    -> IReadOnlyList<T> -> IEnumerable<T>
                        -> IReadOnlyCollection<T> -> IEnumerable<T>

由于T[] 是IReadOnlyList<T> 的子类型，因此 Rgb2 中的赋值导致了隐式向上转换 - 变量仍然命名新创建的数组对象。 IEnumerable<T>.Contains 的选择发生在编译时，因此 Rgb1 和 Rgb2 方法都将在原始创建的数组对象上使用扩展方法 IEnumerable<T>.Contains。要使用 ICollection<T>.Contains 需要 ((IList<string>)colors).Contains(..) 或类似名称。

【讨论】：

在这种情况下，我可能会选择new Hashset<string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase)；通过不区分大小写的比较进行快速查找。
@MetroSmurf 由于常量开销要小得多，字符串比较会更快（甚至包含可能会更快）。
同意少量数据。对于较大的集合，Hashset。无论如何，只是另一种选择。
@MetroSmurf 绝对；对于“正常大小”的颜色名称调色板，这将是一个值得考虑的问题！添加到集合中通常也更容易，该集合旨在允许任意大小。
@MetroSmurf 对于较大的集合，不，您可能仍然不需要为哈希集合而烦恼。如果 switch 语句有足够的 case 标签来提高性能，编译器就会在后台生成并调用哈希函数。自己试试吧。