c# - 此搜索方法中 IComparable 和 IComparable 的区别

Question

我知道 IComparable 之间有很大的区别和 IComparable<T>一般情况下，请参阅 this , 但在这种搜索方法中，它不会有任何区别，还是会这样？

public static int Search<T>(List<T> a, T target) where T : IComparable
{
    for (int i = 0; i < a.Count; i++)
    {
        if (target.CompareTo(a[i]) == 0)
            return i;
    }
    return -1;
}

相比于:

public static int Search<T>(List<T> a, T target) where T : IComparable<T>
{
    ...
}

两者都可以工作并给出相同的结果吗？

Answer 1

Both will work and give the same result, or not?

让我们看看编译器为这两种搜索方法发出的结果:

Search:
IL_0000:  ldc.i4.0    
IL_0001:  stloc.0     // i
IL_0002:  br.s        IL_0025
IL_0004:  ldarga.s    01 
IL_0006:  ldarg.0     
IL_0007:  ldloc.0     // i
IL_0008:  callvirt    06 00 00 0A 
IL_000D:  box         03 00 00 1B <---- Notice this!
IL_0012:  constrained. 03 00 00 1B 
IL_0018:  callvirt    System.IComparable.CompareTo
IL_001D:  brtrue.s    IL_0021
IL_001F:  ldloc.0     // i
IL_0020:  ret         
IL_0021:  ldloc.0     // i
IL_0022:  ldc.i4.1    
IL_0023:  add         
IL_0024:  stloc.0     // i
IL_0025:  ldloc.0     // i
IL_0026:  ldarg.0     
IL_0027:  callvirt    08 00 00 0A 
IL_002C:  blt.s       IL_0004
IL_002E:  ldc.i4.m1   
IL_002F:  ret         

SearchGeneric:
IL_0000:  ldc.i4.0    
IL_0001:  stloc.0     // i
IL_0002:  br.s        IL_0020
IL_0004:  ldarga.s    01 
IL_0006:  ldarg.0     
IL_0007:  ldloc.0     // i
IL_0008:  callvirt    06 00 00 0A 
IL_000D:  constrained. 03 00 00 1B 
IL_0013:  callvirt    09 00 00 0A 
IL_0018:  brtrue.s    IL_001C
IL_001A:  ldloc.0     // i
IL_001B:  ret         
IL_001C:  ldloc.0     // i
IL_001D:  ldc.i4.1    
IL_001E:  add         
IL_001F:  stloc.0     // i
IL_0020:  ldloc.0     // i
IL_0021:  ldarg.0     
IL_0022:  callvirt    08 00 00 0A 
IL_0027:  blt.s       IL_0004
IL_0029:  ldc.i4.m1   
IL_002A:  ret    

如果仔细观察，您会发现主要区别在于 Search 中的每次调用，在调用 CompareTo 之前都必须将value(这在 box 操作中值得注意)，因为非通用版本接受 object 类型。

让我们尝试使用 value type 来分析两者之间的性能差异.我要使用 BenchmarkDotNet ，这是一个小型(而且非常棒)基准测试框架，负责 JITing、CPU 预热等。

测试:

[BenchmarkTask(platform: BenchmarkPlatform.X86)]
[BenchmarkTask(platform: BenchmarkPlatform.X64)]
public class Test
{
    private readonly List<int> list = Enumerable.Range(0, 1000000).ToList();

    [Benchmark]
    public void TestSearch()
    {
        Search(list, 999999);
    }

    [Benchmark]
    public void TestSearchGeneric()
    {
        SearchGeneric(list, 999999);
    }

    public static int Search<T>(List<T> a, T target) where T : IComparable
    {
        for (int i = 0; i < a.Count; i++)
        {
            if (target.CompareTo(a[i]) == 0)
                return i;
        }
        return -1;
    }
    public static int SearchGeneric<T>(List<T> a, T target) where T : IComparable<T>
    {
        for (int i = 0; i < a.Count; i++)
        {
            if (target.CompareTo(a[i]) == 0)
                return i;
        }
        return -1;
    }
}

结果:

***** Competition: Finish  *****

BenchmarkDotNet=v0.7.8.0
OS=Microsoft Windows NT 6.1.7601 Service Pack 1
Processor=Intel(R) Core(TM) i7-4600U CPU @ 2.10GHz, ProcessorCount=4
HostCLR=MS.NET 4.0.30319.42000, Arch=32-bit
Type=Test  Mode=Throughput  Jit=HostJit  .NET=HostFramework


            Method | Platform |    AvrTime |    StdDev |   op/s |
------------------ |--------- |----------- |---------- |------- |
        TestSearch |      X64 | 35.8065 ms | 3.3439 ms |  27.93 |
 TestSearchGeneric |      X64 |  4.6427 ms | 0.3075 ms | 215.40 |
        TestSearch |      X86 | 26.4876 ms | 1.4776 ms |  37.75 |
 TestSearchGeneric |      X86 |  6.6500 ms | 0.1664 ms | 150.38 |

***** Competition: End *****

看到导致装箱操作的非泛型方法在 x86 上慢 4 倍多，在 x64 上慢 8 倍多。这可能会影响您的应用程序性能。

我通常不会使用非泛型 IComparable，它主要是为了向后兼容泛型之前的日子。请注意，另一个同样重要的因素是您通过泛型获得的类型安全性。