ผู้ประกอบการ Ternary ช้ากว่าบล็อก if-else ถึงสองเท่า?

ผมอ่านทุกที่ว่าผู้ประกอบ ternary ควรจะเร็วกว่าหรืออย่างน้อยก็เหมือนกับเทียบเท่าif- elseบล็อก

อย่างไรก็ตามฉันทำการทดสอบต่อไปนี้และพบว่าไม่ใช่กรณี:

Random r = new Random();
int[] array = new int[20000000];
for(int i = 0; i < array.Length; i++)
{
    array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
}
Array.Sort(array);

long value = 0;
DateTime begin = DateTime.UtcNow;

foreach (int i in array)
{
    if (i > 0)
    {
        value += 2;
    }
    else
    {
        value += 3;
    }
    // if-else block above takes on average 85 ms

    // OR I can use a ternary operator:
    // value += i > 0 ? 2 : 3; // takes 157 ms
}
DateTime end = DateTime.UtcNow;
MessageBox.Show("Measured time: " + (end-begin).TotalMilliseconds + " ms.\r\nResult = " + value.ToString());

คอมพิวเตอร์ของฉันใช้เวลา 85 ms ในการเรียกใช้รหัสข้างต้น แต่ถ้าฉันคอมเม้นท์if- elsechunk, และยกเลิกข้อคิดเห็นของผู้ประกอบการ ternary มันจะใช้เวลาประมาณ 157 ms

ทำไมสิ่งนี้จึงเกิดขึ้น

ในการตอบคำถามนี้เราจะตรวจสอบรหัสประกอบที่ผลิตโดย X86 และ X64 JIT สำหรับแต่ละกรณีเหล่านี้

X86, ถ้า / แล้ว

    32:                 foreach (int i in array)
0000007c 33 D2                xor         edx,edx 
0000007e 83 7E 04 00          cmp         dword ptr [esi+4],0 
00000082 7E 1C                jle         000000A0 
00000084 8B 44 96 08          mov         eax,dword ptr [esi+edx*4+8] 
    33:                 {
    34:                     if (i > 0)
00000088 85 C0                test        eax,eax 
0000008a 7E 08                jle         00000094 
    35:                     {
    36:                         value += 2;
0000008c 83 C3 02             add         ebx,2 
0000008f 83 D7 00             adc         edi,0 
00000092 EB 06                jmp         0000009A 
    37:                     }
    38:                     else
    39:                     {
    40:                         value += 3;
00000094 83 C3 03             add         ebx,3 
00000097 83 D7 00             adc         edi,0 
0000009a 42                   inc         edx 
    32:                 foreach (int i in array)
0000009b 39 56 04             cmp         dword ptr [esi+4],edx 
0000009e 7F E4                jg          00000084 
    30:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
000000a0 41                   inc         ecx 
000000a1 3B 4D F0             cmp         ecx,dword ptr [ebp-10h] 
000000a4 7C D6                jl          0000007C 

X86, ไตรภาค

    59:                 foreach (int i in array)
00000075 33 F6                xor         esi,esi 
00000077 83 7F 04 00          cmp         dword ptr [edi+4],0 
0000007b 7E 2D                jle         000000AA 
0000007d 8B 44 B7 08          mov         eax,dword ptr [edi+esi*4+8] 
    60:                 {
    61:                     value += i > 0 ? 2 : 3;
00000081 85 C0                test        eax,eax 
00000083 7F 07                jg          0000008C 
00000085 BA 03 00 00 00       mov         edx,3 
0000008a EB 05                jmp         00000091 
0000008c BA 02 00 00 00       mov         edx,2 
00000091 8B C3                mov         eax,ebx 
00000093 8B 4D EC             mov         ecx,dword ptr [ebp-14h] 
00000096 8B DA                mov         ebx,edx 
00000098 C1 FB 1F             sar         ebx,1Fh 
0000009b 03 C2                add         eax,edx 
0000009d 13 CB                adc         ecx,ebx 
0000009f 89 4D EC             mov         dword ptr [ebp-14h],ecx 
000000a2 8B D8                mov         ebx,eax 
000000a4 46                   inc         esi 
    59:                 foreach (int i in array)
000000a5 39 77 04             cmp         dword ptr [edi+4],esi 
000000a8 7F D3                jg          0000007D 
    57:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
000000aa FF 45 E4             inc         dword ptr [ebp-1Ch] 
000000ad 8B 45 E4             mov         eax,dword ptr [ebp-1Ch] 
000000b0 3B 45 F0             cmp         eax,dword ptr [ebp-10h] 
000000b3 7C C0                jl          00000075 

X64 ถ้า / แล้ว

    32:                 foreach (int i in array)
00000059 4C 8B 4F 08          mov         r9,qword ptr [rdi+8] 
0000005d 0F 1F 00             nop         dword ptr [rax] 
00000060 45 85 C9             test        r9d,r9d 
00000063 7E 2B                jle         0000000000000090 
00000065 33 D2                xor         edx,edx 
00000067 45 33 C0             xor         r8d,r8d 
0000006a 4C 8B 57 08          mov         r10,qword ptr [rdi+8] 
0000006e 66 90                xchg        ax,ax 
00000070 42 8B 44 07 10       mov         eax,dword ptr [rdi+r8+10h] 
    33:                 {
    34:                     if (i > 0)
00000075 85 C0                test        eax,eax 
00000077 7E 07                jle         0000000000000080 
    35:                     {
    36:                         value += 2;
00000079 48 83 C5 02          add         rbp,2 
0000007d EB 05                jmp         0000000000000084 
0000007f 90                   nop 
    37:                     }
    38:                     else
    39:                     {
    40:                         value += 3;
00000080 48 83 C5 03          add         rbp,3 
00000084 FF C2                inc         edx 
00000086 49 83 C0 04          add         r8,4 
    32:                 foreach (int i in array)
0000008a 41 3B D2             cmp         edx,r10d 
0000008d 7C E1                jl          0000000000000070 
0000008f 90                   nop 
    30:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
00000090 FF C1                inc         ecx 
00000092 41 3B CC             cmp         ecx,r12d 
00000095 7C C9                jl          0000000000000060 

X64 แบบไตรภาค

    59:                 foreach (int i in array)
00000044 4C 8B 4F 08          mov         r9,qword ptr [rdi+8] 
00000048 45 85 C9             test        r9d,r9d 
0000004b 7E 2F                jle         000000000000007C 
0000004d 45 33 C0             xor         r8d,r8d 
00000050 33 D2                xor         edx,edx 
00000052 4C 8B 57 08          mov         r10,qword ptr [rdi+8] 
00000056 8B 44 17 10          mov         eax,dword ptr [rdi+rdx+10h] 
    60:                 {
    61:                     value += i > 0 ? 2 : 3;
0000005a 85 C0                test        eax,eax 
0000005c 7F 07                jg          0000000000000065 
0000005e B8 03 00 00 00       mov         eax,3 
00000063 EB 05                jmp         000000000000006A 
00000065 B8 02 00 00 00       mov         eax,2 
0000006a 48 63 C0             movsxd      rax,eax 
0000006d 4C 03 E0             add         r12,rax 
00000070 41 FF C0             inc         r8d 
00000073 48 83 C2 04          add         rdx,4 
    59:                 foreach (int i in array)
00000077 45 3B C2             cmp         r8d,r10d 
0000007a 7C DA                jl          0000000000000056 
    57:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
0000007c FF C1                inc         ecx 
0000007e 3B CD                cmp         ecx,ebp 
00000080 7C C6                jl          0000000000000048 

ครั้งแรก: ทำไมรหัส X86 ถึงช้ากว่า X64 มาก?

นี่คือสาเหตุที่ลักษณะของรหัสต่อไปนี้:

1. X64 มีการลงทะเบียนเพิ่มเติมหลายอย่างและแต่ละการลงทะเบียนเป็น 64- บิต สิ่งนี้ทำให้ X64 JIT ทำการวนรอบภายในทั้งหมดโดยใช้รีจิสเตอร์นอกเหนือจากการโหลดiจากอาเรย์ในขณะที่ X86 JIT วางการดำเนินการสแต็กหลายครั้ง (การเข้าถึงหน่วยความจำ) ในลูป
2. valueเป็นจำนวนเต็ม 64 บิตซึ่งต้องใช้ 2 เครื่องคำแนะนำใน X86 ( addตามด้วยadc) แต่เพียง 1 ใน X64 ( add)

ประการที่สอง: ทำไมผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วยไตรภาคได้ช้าลงทั้ง X86 และ X64

นี่คือสาเหตุที่แตกต่างกันเล็กน้อยในลำดับของการดำเนินการที่ส่งผลกระทบต่อเครื่องมือเพิ่มประสิทธิภาพของ JIT สำหรับ JIT ผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วย ternary แทนที่จะเขียนโค้ดโดยตรง2และ3ในaddคำแนะนำของเครื่องจักรเอง JIT จะสร้างตัวแปรกลาง (ในรีจิสเตอร์) เพื่อเก็บผลลัพธ์ การลงทะเบียนนี้ก็จะเข้าสู่ระบบยื่นออกมาจาก 32 บิตเป็น 64 valueบิตก่อนที่จะเพิ่ม เนื่องจากทั้งหมดนี้ดำเนินการในการลงทะเบียนสำหรับ X64 แม้ว่าการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในความซับซ้อนสำหรับผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วยสามผลกระทบสุทธิจะลดลงบ้างเล็กน้อย

X86 JIT ในอีกด้านหนึ่งได้รับผลกระทบในระดับที่ดีกว่าเนื่องจากการเพิ่มค่ากลางใหม่ในวงในทำให้ค่า "หก" อีกค่าหนึ่งทำให้หน่วยความจำเพิ่มเติมเข้าถึงอย่างน้อย 2 ในวงภายใน (ดูการเข้าถึง ไปยัง[ebp-14h]ในรหัส Ternary X86)

แก้ไข: การเปลี่ยนแปลงทั้งหมด ... ดูด้านล่าง

ฉันไม่สามารถทำซ้ำผลลัพธ์ของคุณบน x64 CLR ได้ แต่ฉันทำได้ที่ x86 ใน x64 ฉันเห็นความแตกต่างเล็ก ๆ (น้อยกว่า 10%) ระหว่างโอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขกับ / if แต่อย่างนั้นก็เล็กกว่าที่คุณเห็น

ฉันได้ทำการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นต่อไปนี้:

• ทำงานในแอพคอนโซล
• สร้างด้วย/o+ /debug-และเรียกใช้นอกดีบักเกอร์
• รันโค้ดทั้งสองชิ้นหนึ่งครั้งเพื่อ JIT จากนั้นจึงมีความแม่นยำมากขึ้น
• ใช้ Stopwatch

ผลลัพธ์ที่มี/platform:x64(โดยไม่มีบรรทัด "ละเว้น"):

if/else with 1 iterations: 17ms
conditional with 1 iterations: 19ms
if/else with 1000 iterations: 17875ms
conditional with 1000 iterations: 19089ms

ผลลัพธ์ที่มี/platform:x86(โดยไม่มีบรรทัด "ละเว้น"):

if/else with 1 iterations: 18ms
conditional with 1 iterations: 49ms
if/else with 1000 iterations: 17901ms
conditional with 1000 iterations: 47710ms

รายละเอียดระบบของฉัน:

• x64 i7-2720QM CPU @ 2.20GHz
• Windows 8 บิต 64
• .NET 4.5

จึงไม่เหมือนก่อนผมคิดว่าคุณจะเห็นความแตกต่างจริง - และมันคือทั้งหมดที่จะทำอย่างไรกับ x86 JIT ฉันไม่อยากจะบอกว่าสิ่งที่ทำให้เกิดความแตกต่าง - ฉันอาจอัปเดตโพสต์ในภายหลังด้วยรายละเอียดเพิ่มเติมถ้าฉันสามารถไป Cordbg :)

ที่น่าสนใจโดยไม่ต้องเรียงลำดับอาเรย์ก่อนฉันสิ้นสุดด้วยการทดสอบซึ่งใช้เวลาประมาณ 4.5x นานอย่างน้อย x64 ฉันเดาว่านี่จะเกี่ยวกับการทำนายสาขา

รหัส:

using System;
using System.Diagnostics;

class Test
{
    static void Main()
    {
        Random r = new Random(0);
        int[] array = new int[20000000];
        for(int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
        }
        Array.Sort(array);
        // JIT everything...
        RunIfElse(array, 1);
        RunConditional(array, 1);
        // Now really time it
        RunIfElse(array, 1000);
        RunConditional(array, 1000);
    }

    static void RunIfElse(int[] array, int iterations)
    {        
        long value = 0;
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        for (int x = 0; x < iterations; x++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("if/else with {0} iterations: {1}ms",
                          iterations,
                          sw.ElapsedMilliseconds);
        // Just to avoid optimizing everything away
        Console.WriteLine("Value (ignore): {0}", value);
    }

    static void RunConditional(int[] array, int iterations)
    {        
        long value = 0;
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        for (int x = 0; x < iterations; x++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                value += i > 0 ? 2 : 3;
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("conditional with {0} iterations: {1}ms",
                          iterations,
                          sw.ElapsedMilliseconds);
        // Just to avoid optimizing everything away
        Console.WriteLine("Value (ignore): {0}", value);
    }
}

ความแตกต่างไม่ได้เกี่ยวข้องกับ if / else และ ternary มากนัก

กำลังมองหาที่ disassemblies jitted (ฉันจะไม่ repaste นี่ pls ดู @ คำตอบของ 280Z28) ก็จะเปิดออกคุณกำลังเปรียบเทียบแอปเปิ้ลและส้ม ในกรณีหนึ่งคุณสร้างสอง+=การดำเนินงานที่แตกต่างกันด้วยค่าคงที่และที่คุณเลือกขึ้นอยู่กับเงื่อนไขและในกรณีอื่นคุณสร้าง+=ที่ค่าที่จะเพิ่มขึ้นอยู่กับเงื่อนไข

หากคุณต้องการเปรียบเทียบหาก / else เทียบกับไตรภาคนี่จะเป็นการเปรียบเทียบที่ยุติธรรมมากขึ้น (ตอนนี้ทั้งคู่จะ "ช้า" เท่ากันหรือเราอาจพูดได้ว่า ternary นั้นเร็วขึ้นเล็กน้อย):

int diff;
if (i > 0) 
    diff = 2;
else 
    diff = 3;
value += diff;

เมื่อเทียบกับ

value += i > 0 ? 2 : 3;

ตอนนี้ถอดชิ้นส่วนสำหรับif/elseกลายเป็นที่แสดงด้านล่าง โปรดทราบว่านี่เป็นบิตที่เลวร้ายยิ่งกว่ากรณีที่ประกอบไปด้วยบิตเนื่องจากมันออกจากการใช้รีจิสเตอร์สำหรับตัวแปรลูป ( i) เช่นกัน

                if (i > 0)
0000009d  cmp         dword ptr [ebp-20h],0 
000000a1  jle         000000AD 
                {
                    diff = 2;
000000a3  mov         dword ptr [ebp-24h],2 
000000aa  nop 
000000ab  jmp         000000B4 
                }
                else
                {
                    diff = 3;
000000ad  mov         dword ptr [ebp-24h],3 
                }
                value += diff;
000000b4  mov         eax,dword ptr [ebp-18h] 
000000b7  mov         edx,dword ptr [ebp-14h] 
000000ba  mov         ecx,dword ptr [ebp-24h] 
000000bd  mov         ebx,ecx 
000000bf  sar         ebx,1Fh 
000000c2  add         eax,ecx 
000000c4  adc         edx,ebx 
000000c6  mov         dword ptr [ebp-18h],eax 
000000c9  mov         dword ptr [ebp-14h],edx 
000000cc  inc         dword ptr [ebp-28h] 

แก้ไข:

เพิ่มตัวอย่างซึ่งสามารถทำได้ด้วยคำสั่ง if-else แต่ไม่ใช่ตัวดำเนินการตามเงื่อนไข

ก่อนคำตอบโปรดดู [อันไหนเร็วกว่ากัน? ] ในบล็อกของ Mr. Lippert และฉันคิดว่าคำตอบของ Mr. Ersönmezนั้นถูกต้องที่สุด

ฉันพยายามพูดถึงสิ่งที่เราควรระลึกไว้เสมอด้วยภาษาการเขียนโปรแกรมระดับสูง

ปิดครั้งแรกผมไม่เคยได้ยินมาว่าผู้ประกอบการมีเงื่อนไขควรจะเร็วขึ้นหรือประสิทธิภาพการทำงานอย่างเท่าเทียมกันกับถ้า-อื่นคำสั่งในC♯

เหตุผลง่าย ๆ ว่าถ้าไม่มีการดำเนินการกับคำสั่ง if-else:

if (i > 0)
{
    value += 2;
}
else
{
}

ข้อกำหนดของโอเปอเรเตอร์แบบมีเงื่อนไขจะต้องมีค่าที่ด้านใดด้านหนึ่งและในC♯มันยังต้องการให้ทั้งสองด้าน:มีชนิดเดียวกัน สิ่งนี้ทำให้แตกต่างจากคำสั่ง if-else ดังนั้นคำถามของคุณจะกลายเป็นคำถามที่ถามว่าการสร้างคำสั่งของรหัสเครื่องนั้นแตกต่างกันอย่างไร

ด้วยตัวดำเนินการตามเงื่อนไขความหมายคือ:

ไม่ว่านิพจน์จะได้รับการประเมินอย่างไรมีค่า

แต่ด้วยคำสั่ง if-else:

หากนิพจน์นั้นประเมินว่าเป็นจริงให้ทำอะไรสักอย่าง ถ้าไม่ทำสิ่งอื่น

ค่าไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับคำสั่ง if-else สมมติฐานของคุณเป็นไปได้ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพ

อีกตัวอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างระหว่างพวกเขาจะเป็นดังนี้:

var array1=new[] { 1, 2, 3 };
var array2=new[] { 5, 6, 7 };

if(i>0)
    array1[1]=4;
else
    array2[2]=4;

อย่างไรก็ตามโค้ดด้านบนคอมไพล์อย่างไรก็ตามแทนที่คำสั่ง if-else ด้วยโอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขจะไม่รวบรวม:

var array1=new[] { 1, 2, 3 };
var array2=new[] { 5, 6, 7 };
(i>0?array1[1]:array2[2])=4; // incorrect usage 

โอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขและคำสั่ง if-else มีแนวคิดเหมือนกันเมื่อคุณทำสิ่งเดียวกันมันอาจจะเร็วกว่าด้วยโอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขใน Cเนื่องจาก C อยู่ใกล้กับแอสเซมบลีของแพลตฟอร์มมากขึ้น

สำหรับรหัสต้นฉบับที่คุณให้ไว้ตัวดำเนินการแบบมีเงื่อนไขจะใช้ใน foreach-loop ซึ่งจะเลอะสิ่งต่าง ๆ เพื่อดูความแตกต่างระหว่างพวกเขา ดังนั้นฉันกำลังเสนอรหัสต่อไปนี้:

public static class TestClass {
    public static void TestConditionalOperator(int i) {
        long value=0;
        value+=i>0?2:3;
    }

    public static void TestIfElse(int i) {
        long value=0;

        if(i>0) {
            value+=2;
        }
        else {
            value+=3;
        }
    }

    public static void TestMethod() {
        TestConditionalOperator(0);
        TestIfElse(0);
    }
}

และต่อไปนี้เป็น IL รุ่นที่ปรับให้เหมาะสมและไม่ เนื่องจากพวกมันยาวฉันจึงใช้รูปภาพเพื่อแสดงด้านขวามือเป็นรูปที่ได้รับการปรับปรุง:

(คลิกเพื่อดูภาพขนาดเต็ม)

ในโค้ดทั้งสองเวอร์ชัน IL ของโอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขดูสั้นกว่าคำสั่ง if-else และยังคงมีข้อสงสัยว่าในที่สุดรหัสเครื่องจะถูกสร้างขึ้น ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำของทั้งสองวิธีและภาพในอดีตไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดภาพหลังเป็นภาพที่ได้รับการปรับปรุง:

• คำแนะนำที่ไม่ได้รับการปรับปรุง: (คลิกเพื่อดูภาพขนาดเต็ม)

• คำแนะนำที่ปรับให้เหมาะสม: (คลิกเพื่อดูภาพขนาดเต็ม)

ในส่วนหลังบล็อกสีเหลืองเป็นรหัสที่ถูกเรียกใช้ก็ต่อเมื่อi<=0และบล็อกสีฟ้าคือเมื่อi>0ใด ในคำแนะนำทั้งสองเวอร์ชันคำสั่ง if-else จะสั้นกว่า

โปรดทราบว่าสำหรับคำแนะนำที่แตกต่างกัน [ CPI ] นั้นไม่จำเป็นต้องเหมือนกัน มีเหตุผลสำหรับคำสั่งที่เหมือนกันคำแนะนำเพิ่มเติมรอบค่าใช้จ่ายอีกต่อไป แต่ถ้าคำแนะนำในการดึงข้อมูลเวลาและไพพ์ / แคชนั้นถูกนำมาพิจารณาด้วยเช่นกันเวลารวมทั้งหมดของการดำเนินการจริงจะขึ้นอยู่กับโปรเซสเซอร์ หน่วยประมวลผลยังสามารถทำนายสาขา

โปรเซสเซอร์สมัยใหม่มีแกนประมวลผลที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น หากคุณเป็นผู้ใช้หน่วยประมวลผล Intel คุณอาจต้องการดูคู่มืออ้างอิงการเพิ่มประสิทธิภาพสถาปัตยกรรมIntel® [ 64 และ IA-32 ]

ฉันไม่รู้ว่ามี CLR ที่ใช้งานกับฮาร์ดแวร์หรือไม่ แต่ถ้าใช่คุณอาจเร็วขึ้นด้วยโอเปอเรเตอร์ที่มีเงื่อนไขเพราะ IL นั้นน้อยกว่าอย่างเห็นได้ชัด

_{หมายเหตุ: รหัสเครื่องทั้งหมดเป็น x86}

ฉันทำสิ่งที่ Jon Skeet ทำและทำซ้ำ 1 ครั้งและ 1,000 ครั้งและได้ผลลัพธ์ที่แตกต่างจากทั้ง OP และ Jon ในของฉัน ternary นั้นเร็วขึ้นเล็กน้อย ด้านล่างเป็นรหัสที่แน่นอน:

static void runIfElse(int[] array, int iterations)
    {
        long value = 0;
        Stopwatch ifElse = new Stopwatch();
        ifElse.Start();
        for (int c = 0; c < iterations; c++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
            }
        }
        ifElse.Stop();
        Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for If-Else: {0}", ifElse.Elapsed));
    }

    static void runTernary(int[] array, int iterations)
    {
        long value = 0;
        Stopwatch ternary = new Stopwatch();
        ternary.Start();
        for (int c = 0; c < iterations; c++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                value += i > 0 ? 2 : 3;
            }
        }
        ternary.Stop();


        Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for Ternary: {0}", ternary.Elapsed));
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Random r = new Random();
        int[] array = new int[20000000];
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
        }
        Array.Sort(array);

        long value = 0;

        runIfElse(array, 1);
        runTernary(array, 1);
        runIfElse(array, 1000);
        runTernary(array, 1000);
        
        Console.ReadLine();
    }

ผลลัพธ์จากโปรแกรมของฉัน:

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 00: 00: 00.0140543

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 00: 00: 00.0136723

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 00: 00: 14.0167870

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 00: 00: 13.9418520

การทำงานอื่นในหน่วยมิลลิวินาที:

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 20

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 19

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 13854

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 13610

สิ่งนี้ทำงานใน 64- บิต XP และฉันวิ่งโดยไม่ต้องดีบัก

แก้ไข - ทำงานใน x86:

มีความแตกต่างใหญ่โดยใช้ x86 สิ่งนี้ทำโดยไม่ทำการดีบั๊กและบนเครื่อง xp 64- บิตเหมือน แต่ก่อนสร้างขึ้นสำหรับซีพียู x86 ดูเหมือนว่าจะเป็น OP

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 18

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 35

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ If-Else: 20512

เวลาที่ผ่านไปสำหรับ Ternary: 32673

รหัสแอสเซมเบลอร์ที่สร้างขึ้นจะบอกเล่าเรื่องราว:

a = (b > c) ? 1 : 0;

สร้าง:

mov  edx, DWORD PTR a[rip]
mov  eax, DWORD PTR b[rip]
cmp  edx, eax
setg al

โดย:

if (a > b) printf("a");
else printf("b");

สร้าง:

mov edx, DWORD PTR a[rip]
mov eax, DWORD PTR b[rip]
cmp edx, eax
jle .L4
    ;printf a
jmp .L5
.L4:
    ;printf b
.L5:

ดังนั้นแบบไตรภาคสามารถสั้นลงและเร็วขึ้นเนื่องจากการใช้คำสั่งน้อยลงและไม่มีการข้ามหากคุณกำลังมองหาจริง / เท็จ หากคุณใช้ค่าอื่นที่ไม่ใช่ 1 และ 0 คุณจะได้รับรหัสเดียวกันกับ if / else เช่น:

a = (b > c) ? 2 : 3;

สร้าง:

mov edx, DWORD PTR b[rip]
mov eax, DWORD PTR c[rip]
cmp edx, eax
jle .L6
    mov eax, 2
jmp .L7
.L6:
    mov eax, 3
.L7:

ซึ่งเหมือนกับ if / else

ทำงานโดยไม่มีการดีบัก ctrl + F5 ดูเหมือนว่าตัวดีบักจะช้าลงทั้ง ifs และ ternary อย่างมาก แต่ดูเหมือนว่ามันจะทำให้ตัวดำเนินการที่ประกอบไปด้วยเครื่องจักรช้าลงมากขึ้น

เมื่อฉันเรียกใช้รหัสต่อไปนี้ที่นี่เป็นผลลัพธ์ของฉัน ฉันคิดว่าความแตกต่างเล็กน้อยเป็นมิลลิวินาทีเกิดจากคอมไพเลอร์ปรับค่าสูงสุด = max และลบออก แต่อาจไม่ทำให้การปรับให้เหมาะสมสำหรับผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วยไตรภาค ถ้ามีใครสามารถตรวจสอบชุดประกอบและยืนยันสิ่งนี้มันจะยอดเยี่ยม

--Run #1--
Type   | Milliseconds
Ternary 706
If     704
%: .9972
--Run #2--
Type   | Milliseconds
Ternary 707
If     704
%: .9958
--Run #3--
Type   | Milliseconds
Ternary 706
If     704
%: .9972

รหัส

  for (int t = 1; t != 10; t++)
        {
            var s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            var r = new Random(123456789);   //r
            int[] randomSet = new int[1000]; //a
            for (int i = 0; i < 1000; i++)   //n
                randomSet[i] = r.Next();     //dom
            long _ternary = 0; //store
            long _if = 0;      //time
            int max = 0; //result
            s.Start();
            for (int q = 0; q < 1000000; q++)
            {
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                    max = max > randomSet[i] ? max : randomSet[i];
            }
            s.Stop();
            _ternary = s.ElapsedMilliseconds;
            max = 0;
            s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            s.Start();
            for (int q = 0; q < 1000000; q++)
            {
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                    if (max > randomSet[i])
                        max = max; // I think the compiler may remove this but not for the ternary causing the speed difference.
                    else
                        max = randomSet[i];
            }

            s.Stop();
            _if = s.ElapsedMilliseconds;
            Console.WriteLine("--Run #" + t+"--");
            Console.WriteLine("Type   | Milliseconds\nTernary {0}\nIf     {1}\n%: {2}", _ternary, _if,((decimal)_if/(decimal)_ternary).ToString("#.####"));
        }

เมื่อดูที่ IL ที่สร้างขึ้นมีการดำเนินการที่น้อยกว่า 16 คำสั่ง if / else (การคัดลอกและวางรหัสของ @ JonSkeet) อย่างไรก็ตามนั่นไม่ได้หมายความว่าควรเป็นกระบวนการที่รวดเร็วกว่า!

เพื่อสรุปความแตกต่างใน IL วิธี if / else แปลได้ค่อนข้างเหมือนกับรหัส C # อ่าน (ทำการเพิ่มเติมภายในสาขา) ในขณะที่รหัสเงื่อนไขโหลด 2 หรือ 3 ลงบนสแต็ก (ขึ้นอยู่กับค่า) และ จากนั้นเพิ่มลงในค่าภายนอกเงื่อนไข

ข้อแตกต่างอื่น ๆ คือคำสั่งการแยกสาขาที่ใช้ เมธอด if / else ใช้ brtrue (branch if true) เพื่อข้ามไปยังเงื่อนไขแรกและสาขาที่ไม่มีเงื่อนไขเพื่อข้ามจากคำสั่ง if แรก รหัสเงื่อนไขใช้ bgt (สาขาถ้ามากกว่า) แทนที่จะเป็น brtrue ซึ่งอาจเป็นการเปรียบเทียบที่ช้ากว่า

นอกจากนี้ (เพิ่งอ่านเกี่ยวกับการคาดคะเนสาขา) อาจมีโทษปรับประสิทธิภาพสำหรับสาขาที่เล็กกว่า สาขาที่มีเงื่อนไขมีเพียงคำสั่ง 1 คำสั่งในสาขา แต่ถ้า / มี 7 ข้อนี้จะอธิบายว่าทำไมมีความแตกต่างระหว่างการใช้ long และ int เนื่องจากการเปลี่ยนเป็น int จะลดจำนวนคำสั่งใน if / else Branch โดย 1 (ทำให้การอ่านล่วงหน้าน้อยลง)

ในรหัสต่อไปนี้หาก / อื่นดูเหมือนว่าจะเร็วกว่าผู้ประกอบการไตรภาคประมาณ 1.4 เท่า อย่างไรก็ตามฉันพบว่าการแนะนำตัวแปรชั่วคราวลดเวลาทำงานของผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วย ternary ประมาณ 1.4 เท่า:

ถ้า / อื่น: 98 ms

Ternary: 141 ms

Ternary พร้อม temp var: 100 ms

using System;
using System.Diagnostics;

namespace ConsoleApplicationTestIfElseVsTernaryOperator
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Random r = new Random(0);
            int[] array = new int[20000000];
            for (int i = 0; i < array.Length; i++)
            {
                array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
            }
            Array.Sort(array);
            long value;
            Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();

            value = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
                // 98 ms
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("If/Else: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            value = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                value += (i > 0) ? 2 : 3; 
                // 141 ms
            }

            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("Ternary: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            value = 0;
            int tempVar = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                tempVar = (i > 0) ? 2 : 3;
                value += tempVar; 
                // 100ms
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("Ternary with temp var: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            Console.ReadKey(true);
        }
    }
}

คำตอบที่ยอดเยี่ยมมากเกินไป แต่ฉันพบสิ่งที่น่าสนใจการเปลี่ยนแปลงที่ง่ายมากทำให้เกิดผลกระทบ หลังจากทำการเปลี่ยนแปลงด้านล่างเพื่อดำเนินการ if-else และผู้ประกอบการที่สามจะใช้เวลาเดียวกัน

แทนที่จะเขียนบรรทัดด้านล่าง

value +=  i > 0 ? 2 : 3;

ฉันใช้สิ่งนี้

int a =  i > 0 ? 2 : 3;
value += a;

หนึ่งในคำตอบด้านล่างนี้ยังกล่าวถึงสิ่งที่เป็นวิธีที่ไม่ดีในการเขียนผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วย

ฉันหวังว่าสิ่งนี้จะช่วยให้คุณเขียนโอเปอร์เรเตอร์แทนที่จะคิดว่าอันไหนดีกว่า

ผู้ประกอบการ Ternary ที่ซ้อนกัน: ฉันพบผู้ประกอบการที่ประกอบไปด้วยสามและหลายถ้าบล็อกอื่นจะใช้เวลาเดียวกันในการดำเนินการ