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c# - 为什么 List<T>.Sort 使用 Comparer<int>.Default 比等效的自定义比较器快两倍以上？

coder 2024-05-21 原文

结果

使用1000万个随机列表int s(每次相同的种子，重复 10 次的平均值):

listCopy.Sort(Comparer<int>.Default)需要 314 毫秒。

使用

sealed class IntComparer : IComparer<int>
{
  public int Compare(int x, int y)
  {
    return x < y ? -1 : (x == y ? 0 : 1);
  }
}

listCopy.Sort(new IntComparer())需要 716 毫秒。

一些变化:

  • 使用 struct IntComparer而不是 sealed class : 771 毫秒
  • 使用 public int Compare(int x, int y) { return x.CompareTo(y); } : 809 毫秒

评论

Comparer<int>.Default返回 GenericComparer<int> .根据 dotPeek，我们有:

internal class GenericComparer<T> : Comparer<T> where T : IComparable<T>
{
  public override int Compare(T x, T y)
  {
    if ((object) x != null)
    {
      if ((object) y != null)
        return x.CompareTo(y);
      else
        return 1;
    }
    else
      return (object) y != null ? -1 : 0;
  }

...
}

显然，这不应该比我的 IntComparer 快使用 CompareTo 的变体.

我没有在 ArraySortHelper<T> 中找到任何相关内容，这似乎是 List<T>.Sort 的核心.

我只能猜测 JIT 在这里做了一些神奇的特殊外壳(将使用 Comparer<int>.Default 的排序替换为不执行任何 IComparer<T>.Compare 调用或类似操作的专门排序实现)？

编辑:上面的时间太短了 5.9214729782462845 (Stopwatch 和 TimeSpan 对“Tick”有不同的定义)。不过不影响重点。

最佳答案

原因在 Reference Source 中很容易看出,system/array.cs源码文件:

   [ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
   public static void Sort<T>(T[] array, int index, int length, System.Collections.Generic.IComparer<T> comparer) {
       // Argument checking code omitted
       //...

       if (length > 1) {
           // <STRIP>
           // TrySZSort is still faster than the generic implementation.
           // The reason is Int32.CompareTo is still expensive than just using "<" or ">".
           // </STRIP>
           if ( comparer == null || comparer == Comparer<T>.Default ) {
               if(TrySZSort(array, null, index, index + length - 1)) {
                   return;
               }
           }

           ArraySortHelper<T>.Default.Sort(array, index, length, comparer);
       }
   }

<STRIP>标记的评论解释它，尽管它的英文很烂 :) 默认比较器的代码路径通过 TrySZSort()，这是一个在 CLR 中实现并用 C++ 编写的函数。您可以从 SSCLI20 获得它的源代码。 ，在clr/src/vm/comarrayhelpers.cpp中实现。它使用名为 ArrayHelpers<T>::QuickSort() 的模板类方法.

它通过使用 < 获得了速度优势运算符，单个 cpu 指令，而不是 Int32.CompareTo() 所需的 10 条指令。或者换句话说，IComparable<>.CompareTo 对于简单排序来说是过度指定的。

这是一个微优化，.NET Framework 有很多很多。位于依赖链最底部的代码不可避免的命运，Microsoft 永远不能假设他们的代码在客户的应用程序中不会对速度至关重要。

关于c# - 为什么 List<T>.Sort 使用 Comparer<int>.Default 比等效的自定义比较器快两倍以上？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/11439976/

自定ampcodeintltc#performancesorting

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