C# 性能中操作的常量和变量化的影响答案

【问题标题】：Effect of consts and variablization of operations in C# performanceC# 性能中操作的常量和变量化的影响
【发布时间】：2014-07-16 01:50:22
【问题描述】：

在 C/C++ 编程中经常使用常量来生成更清晰的代码。有时也可能有优化的好处。但是，我想知道除了更具可读性的代码之外，在 C# 中将值声明为只读或 const 可以收集到什么好处。

假设我有以下 C# 代码：

public Double HalfPiSomething(Int32 input)
{
    return input + (Math.PI / 2);
}

这是一个相当简单的例子，但是每次调用该方法时，我们将Math.PI 除以2，将其添加到输入中，然后将其返回到调用语句。

让我们使用该代码并在包含类的某处将Math.PI / 2 设为它自己的变量：

private Double _halfPi = Math.PI / 2;

public Double HalfPiSomething(Int32 input)
{
    return input + _halfPi;
}

显然，将Math.PI / 2 的操作放在自己的变量中是一个好主意，就像基本的编码练习一样，特别是如果该值在类中的多个点中使用...这里不在这里，但是让我们只是假装。

最后，既然_halfPi 永远不会改变，那就让它成为const：

private const Double _halfPi = Math.PI / 2;

public Double HalfPiSomething(Int32 input)
{
    return input + _halfPi;
}

我想知道的是，除了作为 C# 的良好编码实践和使代码更易于理解和更难出错之外，执行上述操作是否有好处（尤其是在性能方面）？该值是否在本地内存中停留的时间更长？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

每次调用该方法时，我们将Math.PI除以2，添加到输入中，然后返回到调用语句。

不，这不是正在发生的事情：C# 编译器在编译时计算常量表达式。此外，当混合常量和非常量的表达式具有可以在编译时计算的子表达式时，编译器会预先计算该值，就像它是单个常量一样。

编译器将Math.PI / 2 子表达式识别为常量，执行计算，并生成将输入添加到预先计算的除法结果的代码。

我想知道的是，除了作为 C# 的良好编码实践和使代码更易于理解和更难出错之外，执行上述操作是否有好处（尤其是在性能方面）？

不，没有理由做编译器的工作，除非它导致更清晰。

值在本地内存中的保留时间更长吗？

常量值被“烘焙”到编译器生成的代码中。它们不是本地数据内存的一部分（尽管它们肯定在内存中，只要代码在内存中）。

【讨论】：

【解决方案2】：

这些次要优化中的大部分都由编译器和 JIT 为您处理。例如，如果我编译你的第一段代码，反编译结果是

    public double HalfPiSomething(int input)
    {
        return (double)input + 1.5707963267949;
    }

因此，从优化的角度来看，我认为不值得担心这些小细节，除非您遇到了严重的性能问题，然后确定了成为瓶颈的代码块。在那之后，专注于那段代码，花一些时间优化是值得的。

【讨论】：

【解决方案3】：

标准警告：尝试针对您的特定情况自行测量不同的代码变体 - const、readonly，字段/属性对性能有不同的影响，并且可能会有所不同。

常量表达式是在编译时计算的 - 因此，如果所有子表达式都是常量，则通过声明额外的常量不会获得任何收益：

const double halfPi = Math.PI / 2;
var r1 = halfPi * 3;    
var r2 = Math.PI / 2 * 3;

r1 和 r2 将被初始化为完全相同的值。

Readonly 是运行时值，调用可以使用 JIT 内联，但您仍然可以通过访问字段获得报酬。

【讨论】：