c# - 在我的控制台项目中生成偶数的更有效语法是什么？

Question

我最近开始学习 c#，了解到在编写此 For 循环 时，有两种方法可以让我的代码输出偶数。我学习了版本 2 的语法，这对我来说很直观。但是，版本 1 是我在网上其他地方找到的示例。我想了解这两个版本之间是否存在差异。

//Version 1
for (int num = 0; num < 100; num+=2) 
{
    Console.WriteLine (num); 
}

//Version 2
for (int num = 0; num < 100; num++)
{
    if (num % 2 == 0)
    {
        Console.WriteLine (num);
    } 
}

在这两种可能的方式中，这两种语法之间有什么区别吗？如果是，哪个更有效，为什么？

Answer 1

对于给定的 N 值(在您的示例代码中，N=100)

• 版本 #1 添加了 N/2
• 版本 #2 执行 N 加法，加上 N 整数除法(相对昂贵的操作)。

你忘记了版本 3，有点乱。按位运算比除法便宜很多，并且由于我们知道 C# 世界中的整数是二进制补码值，因此低位的状态告诉我们整数是否为偶数，因此:

bool isEven( int n ) { return 0 == ( n & 1 ) ; }

我们可以编写一个测试工具，如下所示:

class Program
{
  public static int Version1(int n)
  {
    int cnt = 0;
    for ( int i = 0 ; i < n ; i+=2 )
    {
      ++cnt;
    }
    return cnt;
  }

  public static int Version2(int n)
  {
    int cnt = 0;
    for ( int i = 0 ; i < n ; ++i )
    {
      if ( i % 2 == 0 )
      {
        ++cnt;
      }
    }
    return cnt;
  }

  public static int Version3(int n)
  {
    int cnt = 0;
    for ( int i = 0 ; i < n ; ++i )
    {
      if ( 0 == (i & 1) )
      {
        ++cnt;
      }
    }
    return cnt;
  }

  private static void Main(string[] args)
  {
    int n = 500000000;
    Stopwatch timer = new Stopwatch();

    timer.Start();
    Version1( n );
    timer.Stop();
    Console.WriteLine( "{0:c} -- Version #1 (incrementing by 2)" , timer.Elapsed ) ;

    timer.Restart();
    Version2(n);
    timer.Stop();
    Console.WriteLine( "{0:c} -- Version #2 (incrementing by 1 with modulo test)" , timer.Elapsed ) ;

    timer.Restart();
    Version3(n);
    timer.Stop();
    Console.WriteLine( "{0:c} -- Version #3 (incrementing by 1 with bit twiddling)" , timer.Elapsed ) ;

    return;

  }

}

并找出哪个实际上更快。上面的程序运行循环 500,000,000 次，所以我们得到的数字足够大，可以测量。

这是我使用 VS 2013 得到的时间:

• 调试构建(未优化):

  00:00:00.5500486 -- Version #1 (incrementing by 2)
  00:00:02.0843776 -- Version #2 (incrementing by 1 with modulo test)
  00:00:01.2507272 -- Version #3 (incrementing by 1 with bit twiddling)
  

  • 版本 #2 比版本 #1 慢 3.789 倍
  • 版本 #3 比版本 #1 慢 2.274 倍

• 发布构建(优化)

  00:00:00.1680107 -- Version #1 (incrementing by 2)
  00:00:00.5109271 -- Version #2 (incrementing by 1 with modulo test)
  00:00:00.3367961 -- Version #3 (incrementing by 1 with bit twiddling)
  

  • 版本 #2 比版本 #1 慢 3.041 倍
  • 版本 #3 比版本 #1 慢 2.005 倍