使用Min()和Max()函数还是单独使用老式的foreach循环？

Question

如果我有一个大型集合并且关心性能，我应该相信奇迹并使用

var min = Y.Min();
var max = Y.Max();

要成为一名优秀的工程师，我最好使用

var max = double.NegativeInfinity;
var min = double.PositiveInfinity;
foreach(var y in Y)
{
    if(y > max)
        max = y;
    if(y < min)
        min = y;
}

Y 是 ICollection<double>，因为我需要使用 Count 和 foreach。我想知道类型是否正确，因为涉及到最小值/最大值，而且我需要从集合的末尾开始迭代。

Y.OrderByDescending((o) => o)...

- Sinatr

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为什么不尝试两种方法并对它们进行比较？性能差异是否足够显著，以至于需要使用更不直观的代码？ - D Stanley

你最后的问题非常令人困惑-你为什么需要调用 OrderByDescending？ - Jon Skeet

@DStanley，我的知识不够扎实。我听说过 Linq 的“魔力”，它可以优化查询或“延迟”某些东西（处理？）。我正在寻找一种解决方案，使 Min、Max 和 OrderByDescending 能够胜过钝的 foreach（如果可能的话）。或者简单确认一下，foreach 是否最好。 - Sinatr

调用 Min 和 Max 是 O(n) + O(n) = O(2n)，而循环只是 O(n)。现在问问自己哪个更有效率？ - Sriram Sakthivel

@Sinatr：如果你最终需要对列表进行排序，为什么还需要额外的for循环呢？First()应该是最大值，而Last()应该是最小值，除非我漏掉了什么... - code4life

Answer 1

Linq并没有什么“魔法”可以像那样优化查询。它只是在集合之上添加了迭代器。Linq旨在提高编码效率，而不是原始性能。

可能存在一些情况，Linq查询的执行速度比foreach更快，但这不是其中之一。Min和Max是两个单独的操作，因此编译器必须“向前看”，以了解正在进行哪些操作，以确定它们是否可以组合成单个迭代。它并不是那么复杂。

- D Stanley

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非常直接，我的疑虑已经消除了..我想。 - Sinatr

Answer 2

假设Y是IEnumerable<double>，那么调用例如Y.Max()将会调用以下System.Linq.Enumerable.Max()的重载（注释为我自己添加，源代码反编译自System.Core.dll）：

public static double Max(this IEnumerable<double> source)
{
    if (source == null)
    {
        throw Error.ArgumentNull("source");
    }
    double num = 0.0; // current max
    bool flag = false; // is first iteration
    foreach (double num2 in source)
    {
        if (flag)
        {
            if (num2 > num || double.IsNaN(num))
            {
                num = num2;
            }
        }
        else // initialization case
        {
            num = num2;
            flag = true;
        }
    }
    if (flag) // throw if there were no elements
    {
        return num;
    }
    throw Error.NoElements();
}

作为一个通用的经验法则，如果已经存在可以满足您需求的东西-请使用它-除非您观察到任何性能问题，那么您可能需要进行优化。

- dav_i

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谢谢。如果它不是IEnumerable呢？有没有更适合我需要的类型？ - Sinatr

如果不是IEnumerable，那么无论如何都不能使用foreach！ - dav_i

也许我不应该这样做？正如我所提到的，它现在是 ICollection，这样我就可以拥有 Count 属性（不确定是否必须，也许对于 IEnumerable 来说，linq 的 Count() 方法一样快，但我怀疑计算所有东西的时间复杂度为 O(n)）。也许有其他更好的类型，可以让我以某种方式迭代集合（例如，使用 ToEnumerable()，假设这样的调用比最小值、最大值和反向排序更便宜）？ - Sinatr

我认为你需要学习一下接口。ICollection<T> 实现了 IEnumerable<T>。一个不错的技巧是在东西上按 F12（假设你正在使用 Visual Studio） - 这将显示定义并允许你查看它实现了哪些接口。 - dav_i

@Sinatr，我认为你现在想得太多了。你正在专注于微观优化一个查询，而这个查询在最终程序中可能根本不是问题！你可能有其他元素（UI、数据访问）在处理时间方面远远超过查询。使用能让你最有效率的工具，对程序进行分析，并优先优化最慢的部分。 - D Stanley

Answer 3

你可以尝试使用 Key 和 Value 相同的 SortedList：

var list = new SortedList<double, double> { { 4, 4}, { 9, 9}, { 7, 7} };
var min = list.Keys[0];
var max = list.Keys[list.Count - 1];

第一个值始终是最小值，最后一个是最大值。由于它是升序的，所以对于排序并没有太大帮助。此外，插入不是非常高效，因此如果您关心创建的性能（而不是从中读取），那么它并不是一个很好的选择。

- Mant101

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好主意。这就是我所说的其他类型。在我的情况下，对Y（您代码中的列表）进行任何更改都需要重新计算最小值、最大值和命中测试（还不确定），这可能比一开始就使用SortedList要昂贵得多。新项目只会被添加。但是，我将在某个时候开始删除第一个项目，所以仍然不太满意。 - Sinatr