在c# / VB.NET/。哪个循环运行得更快,for还是foreach?

自从很久以前我读到for循环比foreach循环工作得快,我就认为它适用于所有集合、泛型集合、所有数组等。

我搜索了谷歌,找到了几篇文章,但大多数都是不确定的(阅读文章评论),而且是开放式的。

理想的情况是列出每种情况以及最佳解决方案。

例如(这只是一个例子):

用于迭代1000+的数组 字符串- for比foreach好 对于迭代IList(非泛型)字符串- foreach更好 比

在网上找到了一些相同的参考资料:

由Emmanuel Schanzer撰写的原创文章 CodeProject FOREACH Vs. FOR 博客——去博客还是不去博客,这是个问题 ASP。NET论坛- NET 1.1 c# for vs foreach

(编辑)

除了可读性之外,我对事实和数据真的很感兴趣。在某些应用中,最后一英里的性能优化确实很重要。


当前回答

《编写高性能。net代码》一书的作者Ben Watson:

“这些优化对你的程序重要吗?只有当你的程序 CPU的限制和收集迭代是你的核心部分 处理。如你所见,有很多方法可以伤害你的 如果你不小心,就会失去效果,但只有当它是 这是你计划的重要组成部分。我的哲学是: 大多数人不需要知道这些,但如果你知道,那就理解了 系统的每一层都很重要,这样你才能 聪明的抉择”。

最严厉的解释可以在这里找到:http://www.codeproject.com/Articles/844781/Digging-Into-NET-Loop-Performance-Bounds-checking

其他回答

两者的运行方式几乎完全相同。编写一些代码来使用两者,然后向他展示IL。它应该显示类似的计算,这意味着在性能上没有差异。

我不期望任何人发现两者之间的“巨大”性能差异。

我想答案取决于您试图访问的集合是否具有更快的indexer访问实现或更快的IEnumerator访问实现。由于IEnumerator经常使用索引器,并且仅保存当前索引位置的副本,因此我希望枚举器访问至少与直接索引访问一样慢或更慢,但不会慢太多。

当然,这个答案没有解释编译器可能实现的任何优化。

这可以节省你:

public IEnumerator<int> For(int start, int end, int step) {
    int n = start;
    while (n <= end) {
        yield n;
        n += step;
    }
}

Use:

foreach (int n in For(1, 200, 4)) {
    Console.WriteLine(n);
}

为了获得更大的胜利,你可以把三名代表作为参数。

一种强大而精确的测量时间的方法是使用BenchmarkDotNet库。

在下面的示例中,我在for/foreach上对1,000,000,000个整数记录进行了循环,并使用BenchmarkDotNet进行了测量:

using BenchmarkDotNet.Attributes;
using BenchmarkDotNet.Running;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        BenchmarkRunner.Run<LoopsBenchmarks>();
    }
}

[MemoryDiagnoser]
public class LoopsBenchmarks
{
    private List<int> arr = Enumerable.Range(1, 1_000_000_000).ToList();

    [Benchmark]
    public void For()
    {
        for (int i = 0; i < arr.Count; i++)
        {
            int item = arr[i];
        }
    }

    [Benchmark]
    public void Foreach()
    {
        foreach (int item in arr)
        {
        }
    }
}

结果如下:

结论

在上面的例子中,我们可以看到for循环比foreach循环略快。我们还可以看到两者使用相同的内存分配。

    internal static void Test()
    {
        int LOOP_LENGTH = 10000000;
        Random random = new Random((int)DateTime.Now.ToFileTime());

        {
            Dictionary<int, int> dict = new Dictionary<int, int>();
            long first_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                dict.Add(i, i);
            }

            for (int i = 0; i < LOOP_LENGTH; i++)
            {
                for (int k = 0; k < dict.Count; k++)
                {
                    if (dict[k] > 1000000) Console.WriteLine("Test");
                }
            }
            stopWatch.Stop();
            var last_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            Console.WriteLine($"Dictionary for T:{stopWatch.Elapsed.TotalSeconds}s\t M:{last_memory - first_memory}");

            GC.Collect();
        }


        {
            Dictionary<int, int> dict = new Dictionary<int, int>();
            long first_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                dict.Add(i, i);
            }

            for (int i = 0; i < LOOP_LENGTH; i++)
            {
                foreach (var item in dict)
                {
                    if (item.Value > 1000000) Console.WriteLine("Test");
                }
            }
            stopWatch.Stop();
            var last_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            Console.WriteLine($"Dictionary foreach T:{stopWatch.Elapsed.TotalSeconds}s\t M:{last_memory - first_memory}");

            GC.Collect();
        }

        {
            Dictionary<int, int> dict = new Dictionary<int, int>();
            long first_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                dict.Add(i, i);
            }

            for (int i = 0; i < LOOP_LENGTH; i++)
            {
                foreach (var item in dict.Values)
                {
                    if (item > 1000000) Console.WriteLine("Test");
                }
            }
            stopWatch.Stop();
            var last_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            Console.WriteLine($"Dictionary foreach values T:{stopWatch.Elapsed.TotalSeconds}s\t M:{last_memory - first_memory}");

            GC.Collect();
        }


        {
            List<int> dict = new List<int>();
            long first_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                dict.Add(i);
            }

            for (int i = 0; i < LOOP_LENGTH; i++)
            {
                for (int k = 0; k < dict.Count; k++)
                {
                    if (dict[k] > 1000000) Console.WriteLine("Test");
                }
            }
            stopWatch.Stop();
            var last_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            Console.WriteLine($"list for T:{stopWatch.Elapsed.TotalSeconds}s\t M:{last_memory - first_memory}");

            GC.Collect();
        }


        {
            List<int> dict = new List<int>();
            long first_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            var stopWatch = Stopwatch.StartNew();
            for (int i = 0; i < 64; i++)
            {
                dict.Add(i);
            }

            for (int i = 0; i < LOOP_LENGTH; i++)
            {
                foreach (var item in dict)
                {
                    if (item > 1000000) Console.WriteLine("Test");
                }
            }
            stopWatch.Stop();
            var last_memory = GC.GetTotalMemory(true);
            Console.WriteLine($"list foreach T:{stopWatch.Elapsed.TotalSeconds}s\t M:{last_memory - first_memory}");

            GC.Collect();
        }
    }

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