基准测试日期时间

Question

当尝试将分钟/秒四舍五入到最近的小时时（在这种情况下忽略分钟/秒部分），我对以下行为感到好奇。

我尝试了两种方法，并使用BenchMarkDotNet对两种方法进行了基准测试。

private DateTime testData = DateTime.Now;

[Benchmark]
public DateTime CeilingUsingNewOperator() => new DateTime(testData.Year,testData.Month,testData.Day,testData.Hour + 1,0,0);
[Benchmark]
public DateTime CeilingUsingAddOperator() => testData.AddHours(1).AddMinutes(-testData.Minute).AddSeconds(-testData.Second);

以下是结果。

+-------------------------+-----------+----------+----------+
|         Method          |   Mean    |  Error   |  StdDev  |
+-------------------------+-----------+----------+----------+
| CeilingUsingNewOperator | 207.99 ns | 3.465 ns | 3.072 ns |
| CeilingUsingAddOperator | 108.74 ns | 1.429 ns | 1.337 ns |
+-------------------------+-----------+----------+----------+

我很好奇为什么使用New Operator速度较慢，如果我假设，每次我们在第二种方法中调用AddX方法时，都会得到一个DateTime对象。

请问有人能解释一下吗？

- Anu Viswan

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警告：当时间接近午夜（从23:00开始）时，您的“CeilingUsingNewOperator”将会失败。 - Hans Kesting

感谢@HansKesting...这更多是为了演示目的而不是实际实现。 - Anu Viswan

Answer 1

更多基准测试可以用来验证这一点，但我强烈怀疑原因是AddHours、AddMinutes和AddSeconds方法都可以在不进行任何复杂的日期/时间算术运算的情况下工作。它们只需要：

• 将单位中的滴答数（小时、分钟、秒）乘以方法调用中指定的单位数
• 将其添加到原始DateTime中的滴答数中
• 创建一个新的DateTime值，其中包含这个新的滴答数

你还在使用Minute和Second属性，但可以在不计算月/日/年值的情况下进行计算。

与“单构造函数”调用相比，它需要执行以下操作：

• 计算年份（昂贵）
• 计算月份（昂贵）
• 计算日期（昂贵）
• 计算小时（廉价）
• 使用新的年/月/日/时/分/秒计算滴答数（昂贵）

计算年、月和日的代码需要“了解”格里高利历——需要执行更加复杂的计算来提取那些信息。有些内容可以被缓存（例如每年开始时的滴答数），但这样会在内存访问方面失去一些局部性。

我预计最有效的方法是直接使用简单算术来计算滴答数。

long originalTicks = testData.Ticks;
long hoursSinceEpoch = originalTicks / TimeSpan.TicksPerHour;
long newTicks = hoursSinceEpoch * TimeSpan.TicksPerHour;
return new DateTime(newTicks, testData.Kind);

其中一个显著的缺点是: 我认为当 DateTimeKind 为 Local 时，在夏令时边界周围会有问题，因为实际上有四种而不是我们通常使用的三种（Utc、Local、Unspecified）。Local 被有效地分成两部分，以“知道”表示哪个日期/时间当值在早期选项和较晚选项之间存在歧义时。如果您没有使用 Local 类型，则应该没问题。

- Jon Skeet

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根据DateTime的官方源代码，您的解释似乎是正确的。 - Oxald

@daisy 非常感谢您解释得这么清楚。 - Anu Viswan