C#编译器如何优化代码片段？
如果我有这样的代码C#编译器如何优化代码片段？,c#,optimization,compiler-construction,C#,Optimization,Compiler Construction,如果我有这样的代码 for(int i=0;i<10;i++) { int iTemp; iTemp = i; //......... } for（inti=0；i编译器将执行您所展示的优化 这是循环提升的一种简单形式。如果你真的对CSC（C#编译器）如何处理你的代码感到好奇，你可能想玩一下——它允许你输入简短的C#表达式或程序，并查看生成的IL（CLR字节码）。使用它，你可以查看C#编译器生成的IL .method private hidebysig stati
for(int i=0;i<10;i++)
{
int iTemp;
iTemp = i;
//.........
}
for（inti=0；i编译器将执行您所展示的优化
这是循环提升的一种简单形式。如果你真的对CSC（C#编译器）如何处理你的代码感到好奇，你可能想玩一下——它允许你输入简短的C#表达式或程序，并查看生成的IL（CLR字节码）。使用它，你可以查看C#编译器生成的IL
.method private hidebysig static void Way1() cil managed
{
.maxstack 2
.locals init (
[0] int32 i)
L_0000: ldc.i4.0
L_0001: stloc.0
L_0002: br.s L_0008
L_0004: ldloc.0
L_0005: ldc.i4.1
L_0006: add
L_0007: stloc.0
L_0008: ldloc.0
L_0009: ldc.i4.s 10
L_000b: blt.s L_0004
L_000d: ret
}
.method private hidebysig static void Way2() cil managed
{
.maxstack 2
.locals init (
[0] int32 i)
L_0000: ldc.i4.0
L_0001: stloc.0
L_0002: br.s L_0008
L_0004: ldloc.0
L_0005: ldc.i4.1
L_0006: add
L_0007: stloc.0
L_0008: ldloc.0
L_0009: ldc.i4.s 10
L_000b: blt.s L_0004
L_000d: ret
}
它们完全相同，因此在声明iTemp时不会产生性能差异。正如其他人所说，您显示的代码会生成等效的IL，除非lambda表达式捕获变量以供以后执行。在这种情况下，代码不同，因为它必须跟踪e在其他情况下，可能也没有进行优化
当您想要捕获lambda表达式的值时，创建循环变量的新副本是一种常见的技术
尝试：
var a=新列表{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}；
var q=a.AsEnumerable（）；
int iTemp；
对于（int i=0；i x x.ToString（））.ToArray（）），
q、 计数（））；
及
var a=新列表{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}；
var q=a.AsEnumerable（）；
对于（int i=0；i x x.ToString（））.ToArray（）），
q、 计数（））；
需要记住的一点是，局部变量通常是在堆栈上分配的。编译器必须完成的一项任务是计算出特定方法需要多少堆栈空间，并将其放在一边
考虑：
int Func(int a, int b, int c)
{
int x = a * 2;
int y = b * 3;
int z = c * 4;
return x + y + z;
}
忽略这一事实，即可以轻松优化为返回（a*2）+（b*3）+（c*4），编译器将看到三个局部变量，并为三个局部变量留出空间
如果我有这个：
int Func(int a, int b, int c)
{
int x = a * 2;
{
int y = b * 3;
{
int z = c * 4;
{
return x + y + z;
}
}
}
}
它仍然是相同的3个局部变量-只是在不同的范围内。for循环只不过是一个作用域块，其中有一些粘合代码，可以使其工作
现在考虑一下：
int Func(int a, int b, int c)
{
int x = a * 2;
{
int y = b * 3;
x += y;
}
{
int z = c * 4;
x += z;
}
return x;
}
这是唯一可能有所不同的情况。变量y和z在范围内和范围外-一旦它们超出范围，就不再需要堆栈空间。编译器可以选择重用这些插槽，以便y和z共享相同的空间。随着优化的进行，它很简单，但收获不多——它节省了一些空间，这在嵌入式系统中可能很重要，但在大多数.NET应用程序中并不重要
顺便说一句，VS2008版本中的C#编译器甚至没有执行最简单的强度缩减。第一个版本的IL为：
L_0000: ldarg.0
L_0001: ldc.i4.2
L_0002: mul
L_0003: stloc.0
L_0004: ldarg.1
L_0005: ldc.i4.3
L_0006: mul
L_0007: stloc.1
L_0008: ldarg.2
L_0009: ldc.i4.4
L_000a: mul
L_000b: stloc.2
L_000c: ldloc.0
L_000d: ldloc.1
L_000e: add
L_000f: ldloc.2
L_0010: add
L_0011: ret
鉴于，我完全希望看到：
L_0000: ldarg.0
L_0001: ldc.i4.2
L_0002: mul
L_0003: ldarg.1
L_0004: ldc.i4.3
L_0005: mul
L_0006: add
L_0007: ldarg.2
L_0008: ldc.i4.4
L_0009: mul
L_000a: add
L_000b: ret
很多人向您提供了IL，以向您展示从性能角度看，您的两个代码片段实际上是相同的。其实没有必要深入到那个层次去了解为什么会出现这种情况。只需从整体的角度考虑这一点
实际上，在包含代码片段（如您提供的两个代码片段）的方法开始时，编译器将发出代码，以便在方法开始时为该方法中使用的所有局部变量分配空间
在这两种情况下，编译器看到的都是名为iTemp
的本地文件，因此当它在堆栈上为本地文件分配空间时，它将分配32位来保存iTemp
。对于编译器来说，两个代码片段iTemp
的作用域不同并不重要；编译器将通过不允许您在第一个片段的for
循环之外引用iTemp
来实现这一点。它将做的是分配这个空间一次（在方法开始时），并在第一个片段的循环过程中根据需要重用空间。C编译器并不总是需要做好工作。JIT优化器针对C#编译器发出的IL进行了调优，外观更好的IL（不一定）不会产生外观更好的机器代码
让我们举一个前面的例子：
static int Func(int a, int b, int c)
{
int x = a * 2;
int y = b * 3;
int z = c * 4;
return x + y + z;
}
启用优化的3.5编译器发出的IL如下所示：
.method private hidebysig static int32 Func(int32 a,
int32 b,
int32 c) cil managed
{
// Code size 18 (0x12)
.maxstack 2
.locals init (int32 V_0,
int32 V_1,
int32 V_2)
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldc.i4.2
IL_0002: mul
IL_0003: stloc.0
IL_0004: ldarg.1
IL_0005: ldc.i4.3
IL_0006: mul
IL_0007: stloc.1
IL_0008: ldarg.2
IL_0009: ldc.i4.4
IL_000a: mul
IL_000b: stloc.2
IL_000c: ldloc.0
IL_000d: ldloc.1
IL_000e: add
IL_000f: ldloc.2
IL_0010: add
IL_0011: ret
} // end of method test::Func
不是很理想吧？我把它编译成一个可执行文件，从一个简单的Main方法调用它，而编译器并没有内联它或进行任何优化
那么运行时发生了什么
事实上，JIT内联了对Func（）的调用，并生成了比您在上面查看基于堆栈的IL时想象的要好得多的代码：
mov edx,dword ptr [rbx+10h]
mov eax,1
cmp rax,rdi
jae 000007ff`00190265
mov eax,dword ptr [rbx+rax*4+10h]
mov ecx,2
cmp rcx,rdi
jae 000007ff`00190265
mov ecx,dword ptr [rbx+rcx*4+10h]
add edx,edx
lea eax,[rax+rax*2]
shl ecx,2
add eax,edx
lea esi,[rax+rcx]
int
s不是对象，因此创建它们可能需要一两条指令。也许一个物体会是一个更好的例子。我喜欢第二种方法。为什么首先需要这个额外的变量？另外，请为循环添加一些空格！最后，比较生成的IL和配置文件总是一个好主意@mmyers:int
s绝对是C#中的对象。小心不要混淆您所说的实现级别。从C语言的角度来看，int是对象。从虚拟执行系统的角度来看，int是包含32位的bucket，而对象是垃圾收集堆中的托管地址。我有一个小的转录错误——将初始值保留为-1，并在粘贴代码时以某种方式将字符串.Join（）搞乱了。如果您以前有编译错误，请尝试新版本。jitter的工作就是做这些优化。真的吗？我认为，当你贪婪地掌握一棵解析树时，这是最好的处理方法。在他展示的特定简短代码摘录中，这是正确的，但在更大的方法中，它可能会有所不同。主要区别在于，在第二个代码示例中，变量iTemp将在循环之后可用，而在第一个代码示例中则不可用。所以“否则”并不完全正确。@Lasse V.Karlsen:正确且已修复。
static int Func(int a, int b, int c)
{
int x = a * 2;
int y = b * 3;
int z = c * 4;
return x + y + z;
}
.method private hidebysig static int32 Func(int32 a,
int32 b,
int32 c) cil managed
{
// Code size 18 (0x12)
.maxstack 2
.locals init (int32 V_0,
int32 V_1,
int32 V_2)
IL_0000: ldarg.0
IL_0001: ldc.i4.2
IL_0002: mul
IL_0003: stloc.0
IL_0004: ldarg.1
IL_0005: ldc.i4.3
IL_0006: mul
IL_0007: stloc.1
IL_0008: ldarg.2
IL_0009: ldc.i4.4
IL_000a: mul
IL_000b: stloc.2
IL_000c: ldloc.0
IL_000d: ldloc.1
IL_000e: add
IL_000f: ldloc.2
IL_0010: add
IL_0011: ret
} // end of method test::Func
mov edx,dword ptr [rbx+10h]
mov eax,1
cmp rax,rdi
jae 000007ff`00190265
mov eax,dword ptr [rbx+rax*4+10h]
mov ecx,2
cmp rcx,rdi
jae 000007ff`00190265
mov ecx,dword ptr [rbx+rcx*4+10h]
add edx,edx
lea eax,[rax+rax*2]
shl ecx,2
add eax,edx
lea esi,[rax+rcx]