C#擴展方法性能測試對比
最近寫了幾篇《c#擴展方法奇思妙用》的文章，一直只是討論如何擴展、如何使用的問題，幾乎沒有涉及效率方面。
而大家的回復(fù)好多都在問效率如何、性能怎樣，也引起了我對效率的關(guān)注，今天將初步測試的結(jié)果發(fā)出來，大家一起探討一下。
以前沒太寫過性能測試的代碼，上網(wǎng)找了一下，說可以用Stopwatch進行計時，比較準確。
Stopwatch使用比較簡單，幾個方法從名字上就知道用用途：Reset(計時清零)、Start(開始計時)、Stop(停止計時)，屬性ElapsedMilliseconds就是執(zhí)行操作所用的毫秒數(shù)。
為了簡化測試，讓更多人看明白，我們這是對IsNullOrEmpty擴展進行測試，它只是簡單調(diào)用string.IsNullOrEmpty靜態(tài)方法。
但為了讓我們的測試更有趣一些，我們再加上兩個相同功能的方法，一個是IsNullOrEmpty的手工實現(xiàn)版，稱為手工方法，另外一個用lambda表達式寫的。
C#擴展方法性能測試方法三則
一共是如下三個方法與string.IsNullOrEmpty（稱為“原方法”）比較：
- //擴展方法
- public static bool IsNullOrEmpty1(this string s)
- {
- return string.IsNullOrEmpty(s);
- }
- //手工方法
- public static bool IsNullOrEmpty2(string s)
- {
- return s == null || s == string.Empty;
- }
- //lambda方法
- public static Func< string, bool> IsNullOrEmpty3 = s => string.IsNullOrEmpty(s);
我們在函數(shù)名后面添加上一個數(shù)字，將它們區(qū)分開，以避免相互混淆。
為了測試公正，盡量消除測試中的誤差，我們采用一個數(shù)組存放要測試的字符串。
這個數(shù)組中存放三種字符串，非Empty非Null、Empty、Null。隨機存入，數(shù)量大致相同。生成算法如下:
- private static string[] GetTestStringArray(int count)
- {
- string[] result = new string[count];
- Random random = new Random();
- int r = 0;
- for (int i = 0; i < count; i++)
- {
- r = random.Next(3);
- if (r == 0) result[i] = i.ToString();
- else if (r == 1) result[i] = string.Empty;
- else result[i] = null;
- }
- return result;
我們讓這四個算法（前面三個算法+原來的靜態(tài)算法）依次對數(shù)組中的每一項進行判斷。
有一點要特別注意，對集合遍歷也要耗時，我們要排除這段時間。
下面給出測試算法，寫的不好，別見笑：
- public static void Test()
- {
- int count = 10000000; //7個零
- string[] ss = GetTestStringArray(count); //測試字符串Array
- bool b;
- string str;
- long t = 0; //基本循環(huán)時間
- long t0 = 0; //原方法時間
- long t1 = 0; //擴展方法時間
- long t2 = 0; //手工方法時間
- long t3 = 0; //lambda時間
- Stopwatch watch = new Stopwatch();
- for (int i = 0; i < 10; i++) //循環(huán)測試10次
- {
- watch.Reset(); watch.Start();
- foreach (string s in ss) str = s;
- watch.Stop();
- Console.Write("基本循環(huán)：" + watch.ElapsedMilliseconds + "ms\t\t\t\t");
- t += watch.ElapsedMilliseconds;
- watch.Reset(); watch.Start();
- foreach (string s in ss) { str = s; b = string.IsNullOrEmpty(str); }
- watch.Stop();
- Console.Write("原方法：" + watch.ElapsedMilliseconds + "ms\t\t");
- t0 += watch.ElapsedMilliseconds;
- watch.Reset(); watch.Start();
- foreach (string s in ss) { str = s; b = str.IsNullOrEmpty1(); }
- watch.Stop();
- Console.Write("擴展方法：" + watch.ElapsedMilliseconds + "ms\t\t");
- t1 += watch.ElapsedMilliseconds;
- watch.Reset(); watch.Start();
- foreach (string s in ss) { str = s; b = IsNullOrEmpty2(str); }
- watch.Stop();
- Console.Write("手工方法：" + watch.ElapsedMilliseconds + "ms\t\t");
- t2 += watch.ElapsedMilliseconds;
- watch.Reset(); watch.Start();
- foreach (string s in ss) { str = s; b = IsNullOrEmpty3(str); }
- watch.Stop();
- Console.Write("lambda方法：" + watch.ElapsedMilliseconds + "ms\t\t");
- t3 += watch.ElapsedMilliseconds;
- Console.WriteLine();
- }
- Console.WriteLine();
- Console.WriteLine(string.Format("擴展方法\t / 原方法\t = {0:f2}", (t1 - t) * 1.0 / (t0 - t)));
- Console.WriteLine(string.Format("手工方法\t / 原方法\t = {0:f2}", (t2 - t) * 1.0 / (t0 - t)));
- Console.WriteLine(string.Format("lambda方法\t / 原方法\t = {0:f2}", (t3 - t) * 1.0 / (t0 - t)));
- }
想重構(gòu)一下，考慮了幾種辦法，不太好，怕重構(gòu)后大家看起來更費力。
Test中的4個小段代碼很相似，分別用來測量4個算法的用時。
1 foreach (string s in ss) str = s;
上面這句代碼是基本循環(huán)，后面三組代碼都在它基礎(chǔ)上加入相應(yīng)操作。
Test()不復(fù)雜，就是太啰嗦，大家都看得明白。
先在Debug模式下執(zhí)行測試：
后面三個方法效率也太低了吧！！且一放，再看Release模式：
比前面效率提高了一些。***是把Release模式下生成的程序，放在命令行中執(zhí)行：
說明一：項目的輸出類型必需是“控制臺應(yīng)用程序”才能在控制臺中輸出。
說明二：控制臺的寬度比較小，我刪除了Test()中輸出中的幾個制表符等，才讓它輸入不換行。
說明三：本處執(zhí)行的是Release模式生成的程序，而不是Debug模式生成的程序。
Debug和Release測試是在VS2008宿主中進行的，***控制臺測試才是真正的實際運行環(huán)境，我們測試結(jié)果以控制臺測試結(jié)果為準。
之所以將前面兩個貼出來，是告訴大家在vs中調(diào)試測試的結(jié)果是相當不準確的。
C#擴展方法性能測試結(jié)果
我們來分析下測試的結(jié)果吧：
1.擴展方法的效率是相當高的，與原方法只有百分之幾（多運行幾次，可能是1、3、4甚至0，還有一次是-2，即比值為0.98）的性能損失。
2.手工方法效率***，低得出乎大多數(shù)人的意料。
3.lambda會帶來“可觀”的性能損失。
如果考慮性能：可以使用擴展方法，但擴展方法內(nèi)部不要使用lambda表達式，其內(nèi)部盡量使用常規(guī)代碼。
（其實擴展方法內(nèi)部代碼簡潔與否無所謂，畢竟擴展方法是一種封裝，可以將內(nèi)部復(fù)雜的操作隱藏起來并以一個簡單的擴展方法提供給調(diào)用者）
如果考慮性能：少用lambda，多用原生方法。
感覺：這次測試的結(jié)果令我倍感意外，確實沒想到c#擴展方法的效率如此之高（看來我的擴展想法有市場了）！
期望：本人是“粗人”，很不細心，大家如果發(fā)現(xiàn)上面測試中有錯誤，請馬上告知我，謝謝！
打算：對一個c#擴展方法的測試說服力不夠，以后會再做一些相關(guān)測試工作。
感慨：效率的高低不是眼睛看看、腦子想想能斷定的，而必需采用科學(xué)的測試方法才可以給出結(jié)論。
（討論，如果本文只給出在debug及release下的測試結(jié)果，會是怎樣的呢？）
以上就介紹了C#擴展方法性能測試的一些結(jié)果。
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