C# 为什么枚举空数组不会在堆上分配？

考虑以下基准：

[MemoryDiagnoser]
public class EnumerableBenchmark
{
    private IEnumerable<string> _emptyArray = new string[0];
    private IEnumerable<string> _notEmptyArray = new string[1];

    [Benchmark]
    public IEnumerator<string> ArrayEmpty()
    {
        return _emptyArray.GetEnumerator();
    }

    [Benchmark]
    public IEnumerator<string> ArrayNotEmpty()
    {
        return _notEmptyArray.GetEnumerator();
    }
}

从结果来看，

GetEnumerator

似乎在数组不为空时导致堆分配，但在数组为空时不会。我用许多不同的方法重写了基准测试，但总是得到相同的结果，所以我不认为BenchmarkDotNet是错误的

我的逻辑结论是空数组有一个缓存的枚举数。然而，该准则似乎与该理论相矛盾：

var emptyArray = new string[0];

var enum1 = emptyArray.GetEnumerator();
var enum2 = emptyArray.GetEnumerator();

Console.WriteLine("Equals: " + object.ReferenceEquals(enum1, enum2));
Console.WriteLine(enum1.GetType().Name + " - " + enum1.GetType().IsValueType);

其中显示：

Equals: False
SZArrayEnumerator - False

---

这件事真让我抓狂。有人知道发生了什么吗？

你的假设是正确的。在提出的基准测试中，使用了枚举器的缓存版本。以下是反编译代码：

internal IEnumerator<T> GetEnumerator<T>()
{
  T[] array = Unsafe.As<T[]>((object) this);
  return array.Length != 0
      ? (IEnumerator<T>) new SZGenericArrayEnumerator<T>(array)
      : (IEnumerator<T>) SZGenericArrayEnumerator<T>.Empty;
}

让我们尝试更改代码段并将数组强制转换为

IEnumerable

：

---

可能是JIT编译器将其优化为

Array.Empty（）

，问题是：当您在第二次测试中调用

emptyArray.GetEnumerator（）

时，您调用的是非泛型实现。请尝试

（（IEnumerable）emptyArray）.GetEnumerator（）

。（通用实现确实为空数组的枚举数使用缓存。）@jeroenmoster你说得对。在这种情况下，我们点击这个代码路径：它返回一个缓存的枚举数。嗯played@JeroenMostert啊，是的，

ReferenceEquals

通过了-你应该把它作为答案发布

internal IEnumerator<T> GetEnumerator<T>()
{
  T[] array = Unsafe.As<T[]>((object) this);
  return array.Length != 0
      ? (IEnumerator<T>) new SZGenericArrayEnumerator<T>(array)
      : (IEnumerator<T>) SZGenericArrayEnumerator<T>.Empty;
}

public IEnumerator GetEnumerator()
{
  int lowerBound = this.GetLowerBound(0);
  return this.Rank == 1 && lowerBound == 0
      ? (IEnumerator) new SZArrayEnumerator(this)
      : (IEnumerator) new ArrayEnumerator(this, lowerBound, this.Length);
}

IEnumerable<string> emptyArray = new string[0];

var enum1 = emptyArray.GetEnumerator();
var enum2 = emptyArray.GetEnumerator();

Console.WriteLine("Equals: " + object.ReferenceEquals(enum1, enum2));
Console.WriteLine(enum1.GetType().Name + " - " + enum1.GetType().IsValueType);

Equals: True
SZGenericArrayEnumerator`1 - False