在 SortedList 中循环 - 为什么这样更快？

Question

以下示例中的 List1 是一个 SortedList(Of MyClass)，包含 251 个成员。

前两个代码块在 15.5 秒内执行。

 For cnt As Integer = 1 To 1000000
        For Each TempDE In List1
            Dim F As String = TempDE.Key
            TempDE.Value.x1 = 444
        Next
    Next

 

    For cnt As Integer = 1 To 1000000
        For Each TempDE As KeyValuePair(Of String, phatob) In List2
            Dim F As String = TempDE.Key
            TempDE.Value.x1 = 444
        Next
    Next

这个在 5.6 秒内执行。

    For cnt As Integer = 0 To 999999
        For cnt2 As Integer = 0 To 250
            Dim F As String = List1.Keys(cnt2)
            List1.Values(cnt2).x1 = 444
        Next

    Next

为什么前两个代码块这么慢？

Answer 1

SortedList 通过实现 IComparer 来扩展 Collection 以提供排序功能。在内部，它实现了 2 个数组来存储列表的元素——一个数组用于键，一个数组用于值。 .NET 数组针对快速有序和快速随机访问进行了优化。

我怀疑为什么前 2 个很慢是因为 SortedList 中的 foreach 语句是 Enumerator 的包装器。调用 foreach 将查询枚举数，调用 MoveNext 和 Current。此外，遍历通用列表可能会在您遍历列表时涉及装箱和拆箱，并且可能会产生通常通过索引访问不会获得的性能开销。

Answer 2

我试图四处寻找有关For Each 行为方式的文档，但找不到。

我的理论是使用For Each 语句将列表中的对象复制到内存中的另一个位置，然后在循环的每次迭代结束时将其复制回列表中。

另一种可能性是它在每次迭代开始时调用构造函数，然后解构并再次调用构造函数以重置下一次迭代。

我不确定这两种理论，但 3 和（1 或 2）之间的主要区别在于缺少 For Each。

编辑：在MSDN 找到一些文档。

摘录如下：

当 For Each...Next 循环开始执行时，Visual Basic 会验证该组是否引用了一个有效的集合对象。如果不是，它会抛出异常。否则，它调用 MoveNext 方法和枚举器对象的 Current 属性以返回第一个元素。如果 MoveNext 指示没有下一个元素，即如果集合为空，则 For Each 循环终止并且控制传递到 Next 语句之后的语句。否则，Visual Basic 将 element 设置为第一个元素并运行语句块。

所以总体而言，For Each 听起来更“受管理”，并且会花费大量开销来确保所有内容都匹配。结果，它变慢了。

Answer 3

我认为由于固定的循环范围，编译器可以更好地优化块 3。在块 1 和 2 中，编译器在计算 List 之前不会知道循环的上限是多少，从而使其变慢。

Answer 4

我的随机猜测： List1 包含约 750 个元素（而不仅仅是 250 个）。 您的第三种情况更快，因为它不会遍历 List1 拥有的每个元素。