c# - 在 C# 中，BitArray 获取位值的速度是否比简单的位移运算更快？

Question

1). var bitValue = (byteValue & (1 << bitNumber)) != 0;

2).使用 System.Collections.BitArray 用 Get(int index) 方法

• 什么更快？
• 对于 .NET 项目，在什么情况下 BitArray 可能比与位移位的简单结合更有用？

Answer 1

@乔纳森莱因哈特，

不幸的是，您的基准测试没有定论。它没有考虑可能的延迟加载、缓存和/或预取(通过 CPU、主机操作系统和/或 .NET 运行时)的影响。

打乱测试顺序(或多次调用测试方法)，您可能会注意到不同的时间测量值。

我用“任何 CPU”平台目标和 .NET 4.0 客户端配置文件构建了您的原始基准测试，在我的机器上运行，配备 i7-3770 CPU 和 64 位 Windows 7。

我得到的是这个:

Testing with 10000000 operations:
   A UInt32 bitfield took 484 ms.
   A BitArray (32) took 459 ms.
   A List<bool>(32) took 393 ms.

这与您的观察非常一致。

但是，在 UInt32 测试之前执行 BitArray 测试会产生以下结果:

Testing with 10000000 operations:
   A BitArray (32) took 513 ms.
   A UInt32 bitfield took 456 ms.
   A List<bool>(32) took 417 ms.

通过查看 UInt32 和 BitArray 测试的时间，您会注意到测量的时间似乎与测试本身无关，而是与测试运行的顺序有关。

为了至少稍微减轻这些副作用，我在每次运行的程序中执行了两次测试方法，结果如下。

测试顺序UInt32、BitArray、BoolArray、UInt32、BitArray、BoolArray:

Testing with 10000000 operations:
   A UInt32 bitfield took 476 ms.
   A BitArray (32) took 448 ms.
   A List<bool>(32) took 367 ms.

   A UInt32 bitfield took 419 ms.  <<-- Watch this.
   A BitArray (32) took 444 ms.    <<-- Watch this.
   A List<bool>(32) took 388 ms.

测试顺序 BitArray, UInt32, BoolArray, BitArray, UInt32, BoolArray:

Testing with 10000000 operations:
   A BitArray (32) took 514 ms.
   A UInt32 bitfield took 413 ms.
   A List<bool>(32) took 379 ms.

   A BitArray (32) took 444 ms.    <<-- Watch this.
   A UInt32 bitfield took 413 ms.  <<-- Watch this.
   A List<bool>(32) took 381 ms.

查看测试方法的第二次调用，似乎至少在具有最新 .NET 运行时的 i7 CPU 上，UInt32 测试比 BitArray 测试快，而BoolArray 测试仍然是最快的。

(我很抱歉我不得不写下我对 Jonathon 基准测试的回应作为答案，但作为一个新的 SO 用户我不能发表评论......)

编辑:

您可以尝试在调用第一个测试之前放置一个 Thread.Sleep(5000) 或类似的东西，而不是打乱测试方法的顺序...

此外，原始测试似乎使 UInt32 测试处于劣势，因为它包括边界检查“if (bitnum < 0 || bitnum > 31)”，它被执行了 3000 万次。其他两个测试都不包括这样的边界检查。然而，这实际上不是全部事实，因为 BitArray 和 bool 数组都在内部进行边界检查。

虽然我没有测试，但我预计消除边界检查将使 UInt32 和 BoolArray 测试执行类似，但这对于公共(public) API 来说不是一个好提议。