本文主要是记录研究各种C# 结构下的运行效率对比。

Linq效率测试

C#拥有Linq语句，类似与数据库操作语法。使用其中语法可以快速实现一些功能，例如排序，同时使得代码整体结构更清晰干净。

这里主要测试对几个Linq函数与通常实现的区别，并总结相关内容。Linq相关也可以参看C#语言思考部分。

对于Linq中的OrderBy来说，有两个关键点：

• 其是一个延迟结构，即只有调用的时候才会去执行排序操作。
• 其每次会产生一个新的容器列表。

OrderBy

而使用Sort接口则是原位置排序，所以对比操作如下：

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public void TestLinqSort()
{
    // Linq对比 会返回一个新序列集合
    test_list.OrderBy((num) => num).ToList();
    // Sort对比 原位置排序 要拷贝一份
    var new_list = new List<int>(test_list);
    new_list.Sort((n1, n2) => n1.CompareTo(n2));
}

可以看到Linq耗时还是比较高的，比copy创建List+Sort还要慢。我认为这是因为Linq不仅创建目标数组，还创建了一个中间泛型数组来做比较，称之为Sort数组。这也可以通过其接口只用一个返回Int的函数来看出，这一步相当于一部映射操作，即把对象都映射到整数上，使用整数的序关系来排序。另一方面是即便是排序操作，对于Linq来说，底层也是只有当遍历的时候才进行操作，这个可以看源码是通过一个partial quick sort来操作的。

All

Linq还有一些集合操作，可以接受一个断言函数(predict)，输出集合上的对应逻辑运算的结果，例如判断全部满足的All运算。 所谓断言即输出一个true or false的函数。 显而易见的，对于Linq来说会不断调用断言函数，这种实现必定要慢一些。但是其写法更加简单，同时更加触及逻辑运算本质。此处主要记录对比会慢多少：

类型转化测试

C# 作为静态类型语言。在代码层一定要带上类型结构，这就伴随着必不可少的类型转换问题。这里主要是测试一下 强转与as is等效率直接的差异而已。

运行次数：$10^9$

带If判断的操作。

运行次数：$10^9$

可以看到效率差异其实都不是很大。只是强转如果类型不同会失败，但是as会返回null。而对于原本就是null类型，强转与as都会给出null。 实际对于架构来说，架构内部结构会要求传入的都是程序员知道类型来控制。所以强转也无大问题。但是从语义角度来讲实际还是有差异的，对于类型转换来说，实际上相当于调用了转换运算。也就是尝试将目标类型变成目标类型，例如一个类A和类B，如果定义了之间的转化关系，实际上也是可以操作的。从这个方面来讲，as则更有是的意思。从结构来说我们的架构，更多强调的是：我知道，它就是这个。所以比起转化操作，as更好一些。

Diction遍历测试

Dictionary遍历主要有两个方面，每次都是遍历Dictionary获取对应的KeyPair然后获取对应的值。还有一个是生成Key或者Value的迭代器来操作。这里主要对比两个方式的效率差异。

运行次数：$10^9$

可以发现单纯的遍历Keys或者Values会要快一些。这是因为虽然Keys或者Values方法虽然会生成一个中间结构来作为迭代器。但是对于遍历Dictionary实际上，会对每一个KeyValue对生成一个KeyPair对象来封装，所以会慢一点。可以参看底层数据结构部分。

IfElse测试

因为对于python等这种语言来说，对于使用?:结构与ifelse结构有很大的效率差异。在此决定测试一下这两者之间是否存在差异，测试代码对比如下。

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public void TestIfElse()
{
    // ?:赋值 
    var result = value > 5000 ? true : false;
    // if else
    bool result = false;
    if (value > 5000)
        result = true;
}

运行次数：$10^9$

令我惊讶的是，使用?:确实要比ifelse快一点点。我怀疑可能是这种情况下，优化编译对于上一句直接优化导致。但是两边都添加一个对于result的ifelse后依然是?:快一点点。 可能编译器内部存在着对?:的优化吧。

基础容器结构测试

主要是想对比看一下基础容器结构之间的新能差异。例如List与Array的foreach遍历效率差异。理论来讲，两者都是基于数组的结构，只是List由C#包装了一层。