我到处都读到，三元运算符应该比它的等效if-else块快，或者至少和它一样快。
然而，我做了以下测试，发现事实并非如此:
Random r = new Random();
int[] array = new int[20000000];
for(int i = 0; i < array.Length; i++)
{
array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
}
Array.Sort(array);
long value = 0;
DateTime begin = DateTime.UtcNow;
foreach (int i in array)
{
if (i > 0)
{
value += 2;
}
else
{
value += 3;
}
// if-else block above takes on average 85 ms
// OR I can use a ternary operator:
// value += i > 0 ? 2 : 3; // takes 157 ms
}
DateTime end = DateTime.UtcNow;
MessageBox.Show("Measured time: " + (end-begin).TotalMilliseconds + " ms.\r\nResult = " + value.ToString());
我的电脑花了85毫秒来运行上面的代码。但是如果我注释掉if-else块，并取消注释三元操作符行，这将花费大约157毫秒。
为什么会这样?
在下面的代码中，if/else似乎大约比三元运算符快1.4倍。然而，我发现引入一个临时变量会使三元运算符的运行时间减少约1.4倍:
If/Else: 98毫秒
三元:141毫秒
三元与温度变量:100毫秒
using System;
using System.Diagnostics;
namespace ConsoleApplicationTestIfElseVsTernaryOperator
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Random r = new Random(0);
int[] array = new int[20000000];
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
}
Array.Sort(array);
long value;
Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();
value = 0;
stopwatch.Restart();
foreach (int i in array)
{
if (i > 0)
{
value += 2;
}
else
{
value += 3;
}
// 98 ms
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("If/Else: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");
value = 0;
stopwatch.Restart();
foreach (int i in array)
{
value += (i > 0) ? 2 : 3;
// 141 ms
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Ternary: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");
value = 0;
int tempVar = 0;
stopwatch.Restart();
foreach (int i in array)
{
tempVar = (i > 0) ? 2 : 3;
value += tempVar;
// 100ms
}
stopwatch.Stop();
Console.WriteLine("Ternary with temp var: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");
Console.ReadKey(true);
}
}
}
在没有调试ctrl+F5的情况下运行，调试器似乎使if和三元操作符都显着变慢，但似乎它使三元操作符变慢得更多。
当我运行以下代码时，这里是我的结果。我认为微小的毫秒差异是由编译器优化max=max并删除它造成的，但可能没有对三元操作符进行优化。如果有人能检查组装并确认这一点，那就太棒了。
--Run #1--
Type | Milliseconds
Ternary 706
If 704
%: .9972
--Run #2--
Type | Milliseconds
Ternary 707
If 704
%: .9958
--Run #3--
Type | Milliseconds
Ternary 706
If 704
%: .9972
Code
for (int t = 1; t != 10; t++)
{
var s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
var r = new Random(123456789); //r
int[] randomSet = new int[1000]; //a
for (int i = 0; i < 1000; i++) //n
randomSet[i] = r.Next(); //dom
long _ternary = 0; //store
long _if = 0; //time
int max = 0; //result
s.Start();
for (int q = 0; q < 1000000; q++)
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
max = max > randomSet[i] ? max : randomSet[i];
}
s.Stop();
_ternary = s.ElapsedMilliseconds;
max = 0;
s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
s.Start();
for (int q = 0; q < 1000000; q++)
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
if (max > randomSet[i])
max = max; // I think the compiler may remove this but not for the ternary causing the speed difference.
else
max = randomSet[i];
}
s.Stop();
_if = s.ElapsedMilliseconds;
Console.WriteLine("--Run #" + t+"--");
Console.WriteLine("Type | Milliseconds\nTernary {0}\nIf {1}\n%: {2}", _ternary, _if,((decimal)_if/(decimal)_ternary).ToString("#.####"));
}
查看生成的IL，其中的操作比if/else语句少16个(复制和粘贴@JonSkeet的代码)。然而，这并不意味着它应该是一个更快的过程!
为了总结IL中的差异，if/else方法翻译成与c#代码读取几乎相同(在分支中执行添加)，而条件代码将2或3加载到堆栈上(取决于值)，然后将其添加到条件之外的值。
另一个区别是使用的分支指令。if/else方法使用一个brtrue(分支if true)来跳过第一个条件，使用一个无条件分支从if语句的第一个跳出。条件代码使用bgt(如果大于则使用分支)而不是brtrue，这可能是一个较慢的比较。
另外(已经阅读了关于分支预测的内容)，较小的分支可能会导致性能损失。条件分支中只有1条指令，而if/else有7条。这也解释了为什么使用long和int之间有区别，因为更改为int将减少if/else分支中的指令数1(使预读更少)
答案太多了，但我发现了一些有趣的东西，非常简单的改变就能产生影响。在进行以下更改后，执行if-else和三元运算符将花费相同的时间。
而不是写在线下
value += i > 0 ? 2 : 3;
我用了这个，
int a = i > 0 ? 2 : 3;
value += a;
下面其中一个回答也提到了写三元运算符有什么不好的方法。
我希望这能帮助你写三元运算符，而不是思考哪个更好。
嵌套三元运算符:
我发现嵌套的三元运算符和多个if else块也将花费相同的时间来执行。
生成的汇编代码会告诉你:
a = (b > c) ? 1 : 0;
生成:
mov edx, DWORD PTR a[rip]
mov eax, DWORD PTR b[rip]
cmp edx, eax
setg al
而:
if (a > b) printf("a");
else printf("b");
生成:
mov edx, DWORD PTR a[rip]
mov eax, DWORD PTR b[rip]
cmp edx, eax
jle .L4
;printf a
jmp .L5
.L4:
;printf b
.L5:
因此，如果你在寻找真/假，由于使用更少的指令和没有跳转，三元可以更短更快。如果你使用的值不是1和0，你将得到与If /else相同的代码，例如:
a = (b > c) ? 2 : 3;
生成:
mov edx, DWORD PTR b[rip]
mov eax, DWORD PTR c[rip]
cmp edx, eax
jle .L6
mov eax, 2
jmp .L7
.L6:
mov eax, 3
.L7:
这和if/else一样。
我做了乔恩·斯基特所做的，运行了1次迭代和1000次迭代，得到了来自OP和乔恩的不同结果。在我的例子中，三进制稍微快一点。下面是准确的代码:
static void runIfElse(int[] array, int iterations)
{
long value = 0;
Stopwatch ifElse = new Stopwatch();
ifElse.Start();
for (int c = 0; c < iterations; c++)
{
foreach (int i in array)
{
if (i > 0)
{
value += 2;
}
else
{
value += 3;
}
}
}
ifElse.Stop();
Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for If-Else: {0}", ifElse.Elapsed));
}
static void runTernary(int[] array, int iterations)
{
long value = 0;
Stopwatch ternary = new Stopwatch();
ternary.Start();
for (int c = 0; c < iterations; c++)
{
foreach (int i in array)
{
value += i > 0 ? 2 : 3;
}
}
ternary.Stop();
Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for Ternary: {0}", ternary.Elapsed));
}
static void Main(string[] args)
{
Random r = new Random();
int[] array = new int[20000000];
for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
}
Array.Sort(array);
long value = 0;
runIfElse(array, 1);
runTernary(array, 1);
runIfElse(array, 1000);
runTernary(array, 1000);
Console.ReadLine();
}
从我的程序输出:
If-Else的运行时间:00:00:00.0140543
三元的运行时间:00:00:00.0136723
If-Else的运行时间:00:00:14.0167870
Ternary的运行时间:00:00:13.9418520
另一个以毫秒为单位的运行:
If-Else的运行时间:20
三元的运行时间:19
If-Else的运行时间:13854
三元的运行时间:13610
这是在64位XP中运行的，我在没有调试的情况下运行。
编辑-运行在x86:
使用x86有很大的不同。这个过程没有像以前一样在同一台xp 64位机器上进行调试，而是为x86 cpu构建的。这个看起来更像OP。
If-Else的运行时间:18
三元的运行时间:35
If-Else的运行时间:20512
三元的运行时间:32673
