编译器能够优化掉字符串的ToString()方法吗？

Question

我相信每个人都遇到过喜欢使用ToString()方法的开发者。我们都可能看到过类似以下代码：

public static bool CompareIfAnyMatchesOrHasEmpty(List<string> list1, List<string> list2)
{
    bool result = false;
    foreach (string item1 in list1)
    {
        foreach (string item2 in list2)
        {
            if (item1.ToString() == item2.ToString())
            {
                result = true;
            }
            if (item1.ToString() == "")
            {
                result = true;
            }
        }
    }
    return result;
}

我想知道编译器是否可以优化ToString()方法（无格式的空方法）？ 我的假设是不行的，因为它最初定义在object上。 因此，我提出了第二个问题，是否值得清理这样的实例？

- Mike Guthrie

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那段代码让我毛骨悚然！ - Nathan A

"be optimized away" 几乎不相关，它是一个过于简单的操作。这是代码质量问题，而非性能问题。 - H H

你最好将编写这段代码的开发人员优化掉。 - Michael McGriff

顺便问一句，这是真实的代码吗？除了ToString之外，我还有其他问题。比如运行时是O(M*N)，因为没有break或return语句... - aquinas

我曾经看到过很多"string constant".ToString()的用法，甚至将Decimal格式化为货币字符串，然后尝试将其解析为int，再次调用ToString()，并且被诚实地问到为什么会引发异常。此外，我认为在每个字符串上随意使用.ToString()将“允许”您获得更多的NullReferenceException... - Mike Guthrie

Answer 1

C#编译器不会对此进行优化。然而，在运行时，我相信JIT编译器在CLR中可能会将其内联，因为string.ToString()只是返回它本身。

String.ToString甚至使用TargetedPatchingOptOutAttribute声明，允许它在从其他程序集调用时也被NGEN内联，因此它显然是一个内联目标。

- Reed Copsey

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然后它被编译器优化掉了。 - H H

@HenkHolterman 是的 - C#编译器不会，但JIT会。 - Reed Copsey

我对 TargetedPatchingOptOutAttribute 感兴趣。能否有人在答案中包含一个关于“在本机映像生成器（NGen）映像中内联”的“白痴指南”？ - Mike Guthrie

如果使用NGEN，它通常不会内联跨程序集边界的调用 - 否则，更新后的mscorlib将更改行为。该属性允许仍然内联。 - Reed Copsey

真的很纠结是否接受这里的答案，所以想要评论一下。感谢你的回答 - 它确实回答了问题的标题，并且我学到了新东西。然而，我选择了aquinas的答案，因为我认为他在最后一段中解决了真正问题的核心。 - Mike Guthrie

Answer 2

这段代码可能会被编译器优化掉，但它很简单，所以编译器可能不会这样做。在决定是否值得进行任何优化之前，请先进行一些测试。让我们试试吧！

List<string> strings = Enumerable.Range(1, 10000000).Select(x => Guid.NewGuid().ToString()).ToList();
var sw= Stopwatch.StartNew();

foreach (var str in strings) {
    if (!str.ToString().Equals(str.ToString())) {
        throw new ApplicationException("The world is ending");
    }
}

sw.Stop();
Console.WriteLine("Took: " + sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

sw = Stopwatch.StartNew();
foreach (var str in strings) {
    if (!str.Equals(str)) {
        throw new ApplicationException("The world is ending");
    }
}
sw.Stop();
Console.WriteLine("Took: " + sw.Elapsed.TotalMilliseconds);

好的，我们正在处理一百万个项目的循环。相比于非tostring版本，调用两次tostring所需的时间有多长?

这是我在我的电脑上得到的结果:

Took: 261.6189 
Took: 231.2615

嗯，是的。在1000万次迭代中，我节省了整整30毫秒。所以...是的，我会说不值得。根本不值得。

现在，是否应该更改代码，因为它很“愚蠢”？是的。我会这样说，“这是不必要的，并且让我一眼看去认为这不是一个字符串。这需要我的大脑处理，而且完全没有意义。不要这样做。”不要从优化的角度来争论。

- aquinas

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始终说明您如何运行基准测试。发布版本，是否在VS之外？这个也应该先运行另一个循环。 - H H

为什么另一个循环应该先运行？无论如何: Release版本，在VS之外: Took: 229.8982 Took: 187.611 我将循环交换后再次运行，结果几乎相同。我想知道你为什么认为它很重要？ - aquinas