可以使用C＃泛型来取消虚拟函数调用吗？

如何解决可以使用C＃泛型来取消虚拟函数调用吗？

| 我同时使用C ++和C＃，并且一直想着是否可以在C＃中使用泛型来消除接口上的虚函数调用。考虑以下：

int Foo1(IList<int> list)
{
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < list.Count; ++i)
        sum += list[i];
    return sum;
}

int Foo2<T>(T list) where T : IList<int>
{
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < list.Count; ++i)
        sum += list[i];
    return sum;
}

/*...*/
var l = new List<int>();
Foo1(l);
Foo2(l);

在Foo1内部，对list.Count和list [i]的每次访问都会导致虚拟函数调用。如果这是使用模板的C ++，则在对Foo2的调用中，编译器将能够看到可以省略和内联虚拟函数调用，因为具体类型在模板实例化时是已知的。但是，这是否同样适用于C＃和泛型？当您调用Foo2（l）时，在编译时就知道T是一个List，因此该list.Count和list [i]不需要涉及虚拟函数调用。首先，这将是不会可怕地破坏某些东西的有效优化吗？如果是这样，那么编译器/ JIT是否足够聪明以进行优化？

解决方法

这是一个有趣的问题，但是不幸的是，您“欺骗”系统的方法不会提高程序的效率。如果可以的话，编译器可以相对轻松地为我们做到！您是正确的，当通过接口引用调用IList<T>时，方法是在运行时分派的，因此无法内联。因此，将通过接口调用对诸如“ 3”之类的“ 1”方法和索引器的调用。另一方面，通过将其重写为通用方法，可以实现任何性能优势（至少不能通过当前的C＃编译器和.NET4 CLR实现）是不正确的。为什么不？首先介绍一些背景。 C＃泛型的工作是编译器编译具有可替换参数的泛型方法，然后在运行时将其替换为实际参数。这个你已经知道了。但是该方法的参数化版本比您和我在编译时更了解变量类型。在这种情况下，所有编译器都知道Foo2是list是IList<int>。通用the4中的信息与非通用ѭ8中的信息相同。实际上，为了避免代码膨胀，JIT编译器仅对所有引用类型生成通用方法的单个实例。这是描述此替换和实例化的Microsoft文档：如果客户端指定了引用类型，则JIT编译器将服务器IL中的通用参数替换为Object，然后将其编译为本机代码。该代码将在对引用类型的任何进一步请求中使用，而不是在泛型类型参数中使用。注意，通过这种方式，JIT编译器仅重用实际代码。实例仍根据其在托管堆上的大小分配，并且没有强制转换。这意味着JIT编译器的方法版本（对于引用类型）不是类型安全的，但并不重要，因为编译器已在编译时确保了所有类型安全。但是，对于您的问题更重要的是，没有任何方法可以执行内联并获得性能提升。编辑：最后，根据经验，我刚刚完成了Foo1和ѭ4done的基准测试，它们产生了相同的性能结果。换句话说，Foo2并不比Foo1快。让我们添加一个“ inlinable”版本Foo0进行比较：

int Foo0(List<int> list)
{
    int sum = 0;
    for (int i = 0; i < list.Count; ++i)
        sum += list[i];
    return sum;
}

这是性能比较：

Foo0 = 1719
Foo1 = 7299
Foo2 = 7472
Foo0 = 1671
Foo1 = 7470
Foo2 = 7756

因此，您可以看到可以内联的Foo0比其他两个要快得多。您还可以看到Foo2稍慢一些，而不是Foo0一样快。 , 这确实有效，并且（如果函数不是虚拟的）会导致非虚拟的调用。原因是与C ++不同，CLR泛型在JIT时为每个唯一的泛型参数集定义了一个具体的具体类（通过尾随1、2等的反射来表示）。如果该方法是虚拟的，则它将导致虚拟调用，就像任何具体的，非虚拟的，非通用的方法一样。关于.net泛型要记住的是：

Foo<T>;

然后

Foo<Int32>

在运行时是有效的Type，与

Foo<String>

，并且相应地处理了所有虚拟和非虚拟方法。这就是为什么您可以创建一个

List<Vehicle>

并向其添加Car，但是您无法创建类型为

List<Vehicle>

并将其值设置为的实例

List<Car>

。它们的类型不同，但是前者采用的是Add(...)方法，该方法采用Vehicle（是Car的超类型）的参数。

可以使用C＃泛型来取消虚拟函数调用吗？

如何解决可以使用C＃泛型来取消虚拟函数调用吗？

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