c# - bool 检查比 null 检查快吗？

Question

例如我需要提取吗

bool xIsNull = x == null

从我检查 x == null 的循环开始？

据我所知，if (a == true) 和 if (x == null) 都使用相同的 IL 指令。但是指针由 32 位或 64 位组成。 CLR 是否应该检查每一位以与 null 进行比较？

更新
快速测试表明没有区别，但我仍然希望有人对此进行解释。

更新2
我使用 IL emitting，所以我不能指望编译器优化我的代码。仅由 JIT。

Answer 1

记住“过早的优化是万恶之源”，优化的第一条规则是“不要”(第二条，只对专业人士来说是“先不要做”)，下面是发生的事情.

长话短说
如果您不想研究一些汇编代码，我不会责怪您；) 结果表明，使用临时变量不会得到优化并会生成更多指令。不过，总而言之，除非您正在编写非常时间紧迫的任务，否则它不会有任何不同。

---

考虑这段代码:

string x = null;
bool a = x == null;

if ( a == true ) { Console.WriteLine( ); }
if ( x == null ) { Console.WriteLine( ); }

这是在Debug 模式下生成的 IL(我添加了一些注释):

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size       46 (0x2e)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] string x,
           [1] bool a,
           [2] bool CS$4$0000)
  IL_0000:  nop
  IL_0001:  ldnull
  IL_0002:  stloc.0    // string x = null
  IL_0003:  ldloc.0
  IL_0004:  ldnull
  IL_0005:  ceq        // compare x and null
  IL_0007:  stloc.1    // and store the result in a
  IL_0008:  ldloc.1
  IL_0009:  ldc.i4.0 
  IL_000a:  ceq
  IL_000c:  stloc.2    // compare a and false
  IL_000d:  ldloc.2
  IL_000e:  brtrue.s   IL_0018   // if true (that is, a is false), skip
  IL_0010:  nop
  IL_0011:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine()
  IL_0016:  nop
  IL_0017:  nop
  IL_0018:  ldloc.0
  IL_0019:  ldnull  
  IL_001a:  ceq        // compare x and null
  IL_001c:  ldc.i4.0
  IL_001d:  ceq        // and compare with false
  IL_001f:  stloc.2
  IL_0020:  ldloc.2
  IL_0021:  brtrue.s   IL_002b  // if true (that is, x == null), skip
  IL_0023:  nop
  IL_0024:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine()
  IL_0029:  nop
  IL_002a:  nop
  IL_002b:  br.s       IL_002d
  IL_002d:  ret
} // end of method Program::Main

总体来说，读写数据到内存的ldloc和STLoc有很多；它们非常冗余以帮助调试器。但是你可以看到有一个隐藏的局部变量，它具有与 a: 完全相同的功能，所以如果你不使用临时变量，编译器将为你使用它。另请注意通用 null 的使用。

现在这是启用了优化的 Release IL:

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
  .entrypoint
  // Code size       24 (0x18)
  .maxstack  2
  .locals init ([0] string x,
           [1] bool a)
  IL_0000:  ldnull
  IL_0001:  stloc.0     // set x to null
  IL_0002:  ldloc.0
  IL_0003:  ldnull
  IL_0004:  ceq
  IL_0006:  stloc.1     // bool a = x == null
  IL_0007:  ldloc.1
  IL_0008:  brfalse.s  IL_000f  // if false skip
  IL_000a:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine()
  IL_000f:  ldloc.0
  IL_0010:  brtrue.s   IL_0017  // if true (so x != null) skip
  IL_0012:  call       void [mscorlib]System.Console::WriteLine()
  IL_0017:  ret
} // end of method Program::Main

在优化版本中，编译器不执行显式比较，也不使用临时变量。尽管如此，就像在未优化的版本中一样，它会存储 a 并在之后立即加载它以检查条件；这是因为 STLoc 从堆栈中弹出 a，所以它必须再次压入它。

现在，让我们比较 JITter 生成的代码(我设置 x = Console.Readline() 以防止整个代码被优化掉)。这是用于调试配置(如在 Visual Studio 中所见):

            string x = null;
00000043  xor         edx,edx 
00000045  mov         dword ptr [ebp-40h],edx 
            bool a = x == null;
00000048  cmp         dword ptr [ebp-40h],0 
0000004c  sete        al 
0000004f  movzx       eax,al 
00000052  mov         dword ptr [ebp-44h],eax 

            if ( a == true ) { Console.WriteLine( ); }
00000055  cmp         dword ptr [ebp-44h],0 
00000059  sete        al 
0000005c  movzx       eax,al 
0000005f  mov         dword ptr [ebp-48h],eax 
00000062  cmp         dword ptr [ebp-48h],0 
00000066  jne         00000070 
00000068  nop 
00000069  call        6027B57C 
0000006e  nop 
0000006f  nop 
            if ( x == null ) { Console.WriteLine( ); }
00000054  cmp         dword ptr [ebp-0Ch],0 
00000058  jne         00000065 
0000005a  mov         ecx,dword ptr ds:[0350208Ch] 
00000060  call        602DD5E0 
            return;
00000065  nop 
00000066  mov         esp,ebp 
00000068  pop         ebp 
00000069  ret 

如您所见，此代码紧跟相应的未优化 IL，并在检查 a 的条件时使用临时变量。另一方面，由于 null 在我的机器上实现为 0，比较 x 和 null 会更快。

这是通过 OllyDbg 看到的发布代码:

                string x = Console.ReadLine( );
002F0075    E8 EA808A60     CALL mscorlib_ni.60B98164
002F007A    8BC8            MOV ECX, EAX
002F007C    8B01            MOV EAX, DWORD PTR DS:[ECX]
002F007E    8B40 2C         MOV EAX, DWORD PTR DS:[EAX+2C]
002F0081    FF50 1C         CALL DWORD PTR DS:[EAX+1C]

                bool a = x == null;
002F0084    8BF0            MOV ESI, EAX
002F0086    85F6            TEST ESI, ESI
002F0088    0F94C0          SETE AL
002F008B    0FB6C0          MOVZX EAX, AL
002F008E    8BF8            MOV EDI, EAX

                Systed.Diagnostics.Debugger.Break( );
002F0090    E8 E37C8E60     CALL mscorlib_ni.60BD7D78

                if ( a == true ) { Console.ReadLine( ); }
002F0095    85FF            TEST EDI, EDI
002F0097    74 0E           JE SHORT 002F00A7
002F0099    E8 A6F92D60     CALL mscorlib_ni.605CFA44
002F009E    8BC8            MOV ECX, EAX
002F00A0    8B01            MOV EAX, DWORD PTR DS:[ECX]
002F00A2    8B40 38         MOV EAX, DWORD PTR DS:[EAX+38]
002F00A5    FF10            CALL DWORD PTR DS:[EAX]

                if ( x == null ) { Console.ReadLine( ); }
002F00A7    85F6            TEST ESI, ESI
002F00A9    75 0E           JNE SHORT 002F00B9
002F00AB    E8 94F92D60     CALL mscorlib_ni.605CFA44
002F00B0    8BC8            MOV ECX, EAX
002F00B2    8B01            MOV EAX, DWORD PTR DS:[ECX]
002F00B4    8B40 38         MOV EAX, DWORD PTR DS:[EAX+38]
002F00B7    FF10            CALL DWORD PTR DS:[EAX]

                return;
002F00B9    5E              POP ESI
002F00BA    5F              POP EDI
002F00BB    5D              POP EBP
002F00BC    C3              RETN

在这段代码中，a保存在edi中，x保存在esi中，还有一些调用 mscorlib 以检索指向 ReadLine 和 WriteLine 的指针。话虽如此，这两种方法实际上是有区别的；在将 x 与 null (test esi, esi) 进行比较后，结果从零标志移动到 al (sete al)，然后扩展到整个eax (movzx eax, al)。

因此，即使在这种简单的情况下，JITter 也没有做好工作；因此，在没有临时变量的情况下，您可以获得微小的性能提升。