性能：char vs string

Question

只是出于好奇(并不指望有显著结果)，在性能方面以下哪个代码更好呢？

private void ReplaceChar(ref string replaceMe) {
  if (replaceMe.Contains('a')) {
    replaceMe=replaceMe.Replace('a', 'b');
  }
}

private void ReplaceString(ref string replaceMe) {
  if (replaceMe.Contains("a")) {
    replaceMe=replaceMe.Replace("a", "b");
  }
}

在第一个示例中，我使用了char，在第二个示例中使用了Contains()和Replace()中的字符串。

第一个示例因为使用了更加节省内存的"char"，所以性能更好吗？还是第二个示例更好，因为编译器在此操作中不需要强制转换？

或者这全部都是无稽之谈，因为CLR在两种变化中生成相同的代码？

- Ole Albers

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我认为重新创建字符串比实际替换更糟糕。 - Patrick Hofman

只是猜测，但char版本应该表现更好：无需分配字符串，查找单个字符比查找一组字符（即字符串）更容易， Replace实现提前知道返回的字符串大小，因此无需进行潜在的额外分配... 但想要知道确切情况就必须进行测量。 - Zdeslav Vojkovic

if语句中的Contains()是否是不必要的？Replace()已经会检查它是否包含了。 - Johan

自己编写一个比较循环真的那么难吗？ - Peter B

@PeterB 是的，在.NET中使用字符串参数编写高效的比较/替换代码并不容易，如果框架已经有一个好的实现，为什么还会有人这样做呢？ - Zdeslav Vojkovic

@PeterB，正如我在Dmitris的回答中所写的那样：我并没有期望获得超出正常分布的显着差异。 - Ole Albers

Answer 1

如果你有两匹马，想知道哪一个更快...

  String replaceMe = new String('a', 10000000) + 
                     new String('b', 10000000) + 
                     new String('a', 10000000);

  Stopwatch sw = new Stopwatch();

  sw.Start();

  // String replacement 
  if (replaceMe.Contains("a")) {
    replaceMe = replaceMe.Replace("a", "b");
  }

  // Char replacement
  //if (replaceMe.Contains('a')) {
  //  replaceMe = replaceMe.Replace('a', 'b');
  //}

  sw.Stop();

  Console.Write(sw.ElapsedMilliseconds);

我的电脑配置是Core i5 3.2GHz, 64位, .Net 4.6，Char 替换只需要 60 毫秒，而 String 替换需要500 毫秒。

 replaceMe = replaceMe.Replace('a', 'b')

是关于快了约9倍

- Dmitry Bychenko

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说实话，我没有进行测量，因为我预计差异应该在千分之一的区域内。很高兴知道确实有可测量的差异。顺便说一句：让两匹马跑100万次通常会导致两匹马都死亡 :) - Ole Albers

值得注意的是，我们正在处理一个长度为3000万个字符的字符串，而“慢速”版本仍然只需要不到一秒钟的时间。除非您已经确定并且有确凿的证据表明这是应用程序的瓶颈，否则不要过多地解读此类测量结果。对于大多数可想象的应用程序来说，两者都比“足够快”要快得多。 - sara

@kai：你说得很对，但问题是以“只是出于好奇…”开头的，我希望好奇心得到满足 ;) - Dmitry Bychenko

当然，我也会对这样的东西感到非常好奇，但我想强调的是，在大多数情况下，答案只是一个好奇心，实际价值很小。不过，在问题的范围内，我认为这是一个很好的回答！ - sara

Answer 2

我们无法确定代码是否替换成功，因为大多数替换是在CLR内部完成的，并且进行了大量优化。

我们可以说的是：替换一个字符具有一些性能优势，因为代码更简单，结果更可预测：例如，替换一个字符总是会产生与原始字符相同数量的字符。

在替换本身的性能方面并不太重要。在紧密循环中，“旧”字符串的分配和垃圾回收对替换本身的影响更大。

- Patrick Hofman