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2012年(372)

分类: 虚拟化

2012-04-26 20:27:24

“请对我的代码指手划脚”是我们群内搞的一个不定期的常规性活动,以代码审阅和细节重构 为主线,大家可以自由发表自己的意见和建议,也算得上是一种思维风暴。感觉到这个活动很有意义,有必要总结并记录下来。今天我发起了4短代码,都有一定的 代表性。今天我就其中的一个代码片段的重构做一个简单的总结和分享。

首先我们看看目标代码:

复制代码
1 public static string TestA(List<string> items) 2 { 3 var builder = new StringBuilder(); 4 5 foreach (var item in items) 6 { 7 if (builder.Length > 0) 8 { 9 builder.Append("|"); 10 builder.Append(item); 11 } 12 else builder.Append(item); 13 } 14 15 return builder.ToString(); 16 }
复制代码

这里我使用C#来做示例,实际上,语言是相通的,我们将要谈论的优化技巧在大多数编程环境中都是通用的。针对如上代码,总计收集到了如下优化建议。

建议一:代码重用性

我们可以看到,if...else...子句中有一段“builder.Append(item);”代码是重复的,改变流程可以让它们只出现一次,重构后结果如下:

1 foreach (var item in items) 2 { 3 if (builder.Length > 0) builder.Append("|"); // 去掉了大括号 4 5 builder.Append(item); 6 }
建议二:性能优化

我们知道StringBuilder类的构造函数中有一个capacity参数,这个参数意味着StringBuilder对象初始化时预分配的内 存大小。如果能够适当的设定一个值,那么对提升性能应该会很有帮助。因为这可以减少内存分配的次数,StringBuilder默认情况下是以2的N次方 的形式不断翻倍来调整内存需求的(对于我们来说,这个过程是自动的)。

建议三:还是性能优化

建议将foreach拆分为一次手工Append和一个for循环,如此可以避免在foreach内部的if判断。在数据量大的时候可以大大的减少CPU的时钟周期的占用,这个建议很不错!重构后代码如下:

复制代码
1 public static string TestA(List<string> items) 2 { 3 // 这里是个capacity优化的假设值,实际运行中需要不断的测试调优 4 var builder = new StringBuilder(100000); 5 6 builder.Append(items[0]); 7 8 for (var i = 1; i < items.Count; i++) 9 { 10 var item = items[i]; 11 12 builder.Append("|"); 13 builder.Append(item); 14 } 15 16 return builder.ToString(); 17 }
复制代码
建议四:内存优化

其实是综合了建议二和建议三,如下:

复制代码
1 public static string TestA(List<string> items) 2 { 3 var length = items.Sum(t => t.Length); 4 5 length += (items.Count - 1); 6 7 if (length == 0) return String.Empty; 8 9 // 先计算出capacity的值 10 var builder = new StringBuilder(length); 11 12 builder.Append(items[0]); 13 14 for (var i = 1; i < items.Count; i++) 15 { 16 builder.Append("|"); 17 builder.Append(items[i]); // 消灭了之前的一个局部变量,减少内存分配 18 } 19 20 return builder.ToString(); 21 }
复制代码
我的答复

其实,我出这个题目并不是为了考察性能优化、内存优化等问题,不过猴子们能想出各种招数来解题,我真的很欣慰!至少大家都在参与,都在动脑筋!这是好事!

通读这篇文章之后,我相信您已经发现了题目原本的业务逻辑是想把一个string集合中的字符串使用“|”字符串联起来,而且不能在结果字符串的两边出现“|”。因此,我期望能有童鞋想出如下的重构建议:

1 public static string TestB(List<string> items) 2 { 3 return String.Join("|", items); 4 }

您会不会感觉到我这么说很坑爹呢?

是的!代码的细节重构不仅仅是各种优化和代码的写法、编码体验、编码规范等,还有个重要的地方就是业务逻辑!编程是什么?编程是处理数据的手段和过程,同样的结果可能会有很多途径抵达,对我们来说,要从这些途径中挑选出最简单易用的,性能差异不要太大就可以了。

性能测试往往具有很强的随机性,所以我们的测试必须要在不同的数量级下反复测试多遍,然后收集一个平均结果(最好是去掉最大值和最小值)来对比。至于性能差异的大小,在同一个数量级之内的,我们都认为“差异不大”或“没有差异”,超出两个数量级的时候一定要警惕!

本文附带了我编写的测试代码,大家可以下载后运行对比一下。我随机选择了一个测试结果供大家参考:

复制代码
测试数据准备完成,请按任意键继续…… itemCount StringBuilder String.Join 1 1.851500 0.318600 10 0.027500 0.064400 100 0.225500 0.261600 1000 10.104700 2.324100 10000 19.039900 20.094800 100000 216.185100 251.624600 1000000 2364.580300 3401.948900 10000000 22862.921600 33593.679800 测试完毕!
复制代码

可以看出,我们的建议四和String.Join方法的性能差异其实很小,可以忽略不计,通常我们谁会去处理一个几百万上千万这么大的集合呢?

至于这两种方法为什么差异不大,其实,我们只需要看看String.Join方法的实现就知道了,通过 .NET Reflector反编译后我们发现它的实现也使用了类似于建议四的方案:

复制代码
1 [SecuritySafeCritical] 2 public static unsafe string Join(string separator, string[] value, int startIndex, int count) 3 { 4 if (value == null) throw new ArgumentNullException("value"); 5 if (startIndex < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_StartIndex")); 6 if (count < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException("count", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_NegativeCount")); 7 if (startIndex > (value.Length - count)) throw new ArgumentOutOfRangeException("startIndex", Environment.GetResourceString("ArgumentOutOfRange_IndexCountBuffer")); 8 if (separator == null) separator = Empty; 9 if (count == 0) return Empty; 10 11 var length = 0; 12 var num2 = (startIndex + count) - 1; 13 14 for (var i = startIndex; i <= num2; i++) if (value[i] != null) length += value[i].Length; 15 16 length += (count - 1)*separator.Length; 17 18 if ((length < 0) || ((length + 1) < 0)) throw new OutOfMemoryException(); 19 if (length == 0) return Empty; 20 21 string str = FastAllocateString(length); 22 23 fixed (char* chRef = &str.m_firstChar) 24 { 25 var buffer = new UnSafeCharBuffer(chRef, length); 26 buffer.AppendString(value[startIndex]); 27 28 for (var j = startIndex + 1; j <= num2; j++) 29 { 30 buffer.AppendString(separator); 31 buffer.AppendString(value[j]); 32 } 33 } 34 35 return str; 36 }
复制代码

代码就不再解读了,大家可以慢慢体会。

本文想告诉大家的是:代码细节重构不要只停留在语言表面上,深入业务逻辑有时候会得到意想不到的结果!

代码下载:

代码细节重构-String.Join.zip


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