对于Linq - 性能与未来

时间:2013-02-15 11:39:43

标签: c# performance linq

非常简短的问题。我有一个随机排序的大字符串数组(100K +条目),我想找到所需字符串的第一次出现。我有两个解决方案。

从阅读完我可以猜到的是'for循环'目前会提供略微更好的性能(但这个余量总是会改变),但我也发现linq版本更具可读性。总的来说,哪种方法通常被认为是目前最好的编码实践?为什么?

string matchString = "dsf897sdf78";
int matchIndex = -1;
for(int i=0; i<array.length; i++)
{
    if(array[i]==matchString)
    {
        matchIndex = i;
        break;
    }
}

int matchIndex = array.Select((r, i) => new { value = r, index = i })
                         .Where(t => t.value == matchString)
                         .Select(s => s.index).First();

9 个答案:

答案 0 :(得分:47)

最佳做法取决于您的需求:

  1. 开发速度和可维护性:LINQ
  2. 性能(根据分析工具):手动代码
  3. LINQ确实会在所有间接情况下减慢速度。不要担心,因为99%的代码都不会影响最终用户的性能。

    我从C ++开始,真正学会了如何优化一段代码。 LINQ不适合充分利用CPU。因此,如果您测量LINQ查询是一个问题,那就放弃它。但只有这样。

    对于您的代码示例,我估计会减少3倍的速度。分配(以及随后的GC!)和通过lambdas的间接确实受到了伤害。

答案 1 :(得分:28)

稍微更好的表现?一个循环会给出更好的性能!

请考虑以下代码。在我的系统上进行RELEASE(而不是调试)构建,它给出了:

Found via loop at index 999999 in 00:00:00.2782047
Found via linq at index 999999 in 00:00:02.5864703
Loop was 9.29700432810805 times faster than linq.

故意设置代码,以便找到的项目在最后。如果一开始就是对的,情况会有很大不同。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;

namespace Demo
{
    public static class Program
    {
        private static void Main(string[] args)
        {
            string[] a = new string[1000000];

            for (int i = 0; i < a.Length; ++i)
            {
                a[i] = "Won't be found";
            }

            string matchString = "Will be found";

            a[a.Length - 1] = "Will be found";

            const int COUNT = 100;

            var sw = Stopwatch.StartNew();
            int matchIndex = -1;

            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                for (int i = 0; i < a.Length; i++)
                {
                    if (a[i] == matchString)
                    {
                        matchIndex = i;
                        break;
                    }
                }
            }

            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via loop at index " + matchIndex + " in " + sw.Elapsed);
            double loopTime = sw.Elapsed.TotalSeconds;

            sw.Restart();

            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                matchIndex = a.Select((r, i) => new { value = r, index = i })
                             .Where(t => t.value == matchString)
                             .Select(s => s.index).First();
            }

            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via linq at index " + matchIndex + " in " + sw.Elapsed);
            double linqTime = sw.Elapsed.TotalSeconds;

            Console.WriteLine("Loop was {0} times faster than linq.", linqTime/loopTime);
        }
    }
}

答案 2 :(得分:4)

LINQ,根据声明范式,表达了计算的逻辑而没有描述其控制流程。该查询是面向目标的,自我描述的,因此易于分析和理解。也很简洁。而且,使用LINQ,很大程度上取决于数据结构的抽象。这涉及高维护率和可重用性。

迭代aproach解决了命令式范式。它提供细粒度控制,从而轻松获得更高的性能。代码也更容易调试。有时,构造良好的迭代比查询更具可读性。

答案 3 :(得分:2)

嗯,你自己给出了问题的答案。

如果您想获得最佳效果,请使用For循环;如果您想要可读性,请使用Linq

也许还要记住使用Parallel.Foreach()的可能性,它将受益于内联lambda表达式(因此,更接近Linq),并且比“手动”进行并行化更具可读性。

答案 4 :(得分:2)

性能和可维护性之间总是存在两难。通常(如果没有关于性能的具体要求)可维护性应该获胜。只有当您遇到性能问题时,才应该对应用程序进行概要分析,找到问题源并提高性能(同时降低可维护性,是的,这就是我们生活的世界)。

关于您的样本。 Linq在这里不是很好的解决方案,因为它不会在代码中添加匹配可维护性。实际上,对于我来说,投影,过滤和再次投影看起来比简单的循环更糟糕。你需要的是简单的Array.IndexOf,它比loop更易于维护,并且具有几乎相同的性能:

Array.IndexOf(array, matchString)

答案 5 :(得分:1)

我不认为任何一种人更喜欢看LINQ,有些人不喜欢。

如果性能是一个问题,我会为您的场景分析两段代码,如果差异可以忽略不计,那么请选择您认为更符合的代码,毕竟很可能是维护代码的人。< / p>

您是否考虑过使用PLINQ或使循环并行运行?

答案 6 :(得分:0)

最好的选择是使用数组类的IndexOf方法。由于它专门用于数组,因此它将比Linq和For Loop都快得多。 改进Matt Watsons答案。

using System;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;


namespace PerformanceConsoleApp
{
    public class LinqVsFor
    {

        private static void Main(string[] args)
        {
            string[] a = new string[1000000];

            for (int i = 0; i < a.Length; ++i)
            {
                a[i] = "Won't be found";
            }

            string matchString = "Will be found";

            a[a.Length - 1] = "Will be found";

            const int COUNT = 100;

            var sw = Stopwatch.StartNew();

            Loop(a, matchString, COUNT, sw);

            First(a, matchString, COUNT, sw);


            Where(a, matchString, COUNT, sw);

            IndexOf(a, sw, matchString, COUNT);

            Console.ReadLine();
        }

        private static void Loop(string[] a, string matchString, int COUNT, Stopwatch sw)
        {
            int matchIndex = -1;
            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                for (int i = 0; i < a.Length; i++)
                {
                    if (a[i] == matchString)
                    {
                        matchIndex = i;
                        break;
                    }
                }
            }

            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via loop at index " + matchIndex + " in " + sw.Elapsed);

        }

        private static void IndexOf(string[] a, Stopwatch sw, string matchString, int COUNT)
        {
            int matchIndex = -1;
            sw.Restart();
            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                matchIndex = Array.IndexOf(a, matchString);
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via IndexOf at index " + matchIndex + " in " + sw.Elapsed);

        }

        private static void First(string[] a, string matchString, int COUNT, Stopwatch sw)
        {
            sw.Restart();
            string str = "";
            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                str = a.First(t => t == matchString);

            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via linq First at index " + Array.IndexOf(a, str) + " in " + sw.Elapsed);

        }

        private static void Where(string[] a, string matchString, int COUNT, Stopwatch sw)
        {
            sw.Restart();
            string str = "";
            for (int outer = 0; outer < COUNT; ++outer)
            {
                str = a.Where(t => t == matchString).First();

            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine("Found via linq Where at index " + Array.IndexOf(a, str) + " in " + sw.Elapsed);

        }

    }

}

输出:

Found via loop at index 999999 in 00:00:01.1528531
Found via linq First at index 999999 in 00:00:02.0876573
Found via linq Where at index 999999 in 00:00:01.3313111
Found via IndexOf at index 999999 in 00:00:00.7244812

答案 7 :(得分:0)

有点无答案,实际上只是对https://stackoverflow.com/a/14894589的扩展,但是一段时间以来,我一直在研究API兼容的Linq-to-Objects替代品。它仍然不能提供手动编码循环的性能,但是对于许多(大多数?)linq方案来说,它都更快。它确实会产生更多的垃圾,并且前期成本会稍微增加一些。

该代码可用https://github.com/manofstick/Cistern.Linq

有可用的nuget软件包https://www.nuget.org/packages/Cistern.Linq/(我不能说这是经过战斗加固的,后果自负)

从Matthew Watson的答案(https://stackoverflow.com/a/14894589)中进行一些细微的调整,得到的代码比手工编码的循环差了3.5倍。在我的计算机上,它花费的时间约为原始System.Linq版本的1/3。

要替换的两个更改:

using System.Linq;

...

matchIndex = a.Select((r, i) => new { value = r, index = i })
             .Where(t => t.value == matchString)
             .Select(s => s.index).First();

具有以下内容:

// a complete replacement for System.Linq
using Cistern.Linq;

...

// use a value tuple rather than anonymous type
matchIndex = a.Select((r, i) => (value: r, index: i))
             .Where(t => t.value == matchString)
             .Select(s => s.index).First();

因此,图书馆本身正在开发中。它在corefx的System.Linq测试套件中失败了几个极端情况。它还需要转换一些功能(它们目前具有corefx System.Linq实现,从性能角度来看,从API角度来看是兼容的)。但是如果您想提供帮助,发表评论等等,将不胜感激。...

答案 8 :(得分:0)

一个有趣的发现。 LINQ Lambda查询肯定会增加LINQ Where查询或For循环的代价。在下面的代码中,它将使用1000001个多参数对象填充一个列表,然后使用LINQ Lamba,LINQ Where Query和For Loop搜索在该测试中始终是最后一个的特定项目。每次测试都会迭代100次,然后取平均时间以获得结果。

LINQ Lambda查询平均时间:0.3382秒

LINQ查询平均时间:0.238秒

循环平均时间:0.2266秒

我已经一遍又一遍地运行了该测试,甚至增加了迭代次数,并且从统计上讲,传播范围几乎相同。当然,对于一百万个项目的搜索,我们正在说的是1/10秒。因此,在现实世界中,除非有那么密集的内容,否则甚至不确定您会注意到什么。但是,如果执行LINQ Lambda与LINQ,则查询的性能确实有所不同。 LINQ Where与For循环几乎相同。

private void RunTest()
{
    try
    {
        List<TestObject> mylist = new List<TestObject>();

        for (int i = 0; i <= 1000000; i++)
        {
            TestObject testO = new TestObject(string.Format("Item{0}", i), 1, Guid.NewGuid().ToString());
            mylist.Add(testO);
        }


        mylist.Add(new TestObject("test", "29863", Guid.NewGuid().ToString()));

        string searchtext = "test";

        int iterations = 100;

        // Linq Lambda Test
        List<int> list1 = new List<int>();
        for (int i = 1; i <= iterations; i++)
        {
            DateTime starttime = DateTime.Now;
            TestObject t = mylist.FirstOrDefault(q => q.Name == searchtext);
            int diff = (DateTime.Now - starttime).Milliseconds;
            list1.Add(diff);
        }

        // Linq Where Test
        List<int> list2 = new List<int>();
        for (int i = 1; i <= iterations; i++)
        {
            DateTime starttime = DateTime.Now;
            TestObject t = (from testO in mylist
                            where testO.Name == searchtext
                            select testO).FirstOrDefault();
            int diff = (DateTime.Now - starttime).Milliseconds;
            list2.Add(diff);
        }

        // For Loop Test
        List<int> list3 = new List<int>();
        for (int i = 1; i <= iterations; i++)
        {
            DateTime starttime = DateTime.Now;
            foreach (TestObject testO in mylist)
            {
                if (testO.Name == searchtext)
                {
                    TestObject t = testO;
                    break;
                }
            }
            int diff = (DateTime.Now - starttime).Milliseconds;
            list3.Add(diff);
        }

        float diff1 = list1.Average();
        Debug.WriteLine(string.Format("LINQ Lambda Query Average Time: {0} seconds", diff1 / (double)100));

        float diff2 = list2.Average();
        Debug.WriteLine(string.Format("LINQ Where Query Average Time: {0} seconds", diff2 / (double)100));

        float diff3 = list3.Average();
        Debug.WriteLine(string.Format("For Loop Average Time: {0} seconds", diff3 / (double)100));
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Debug.WriteLine(ex.ToString());
    }
}

private class TestObject
{
    public TestObject(string _name, string _value, string _guid)
    {
        Name = _name;
        Value = _value;
        GUID = _guid;
    }
    public string Name;
    public string Value;
    public string GUID;
}