IL if-比较颠倒

Question

我只是在尝试使用IL，因为我正在从事代码注入的工作。我被要求分析代码并涵盖各种情况。

遗憾的是，如果最后的指令在if子句中，那么在末尾插入方法调用是行不通的，因为调用包含在括号中。

现在我一直在分析if-code如何被翻译成IL，我对如何做到这一点感到有点困惑。显然，编译器反转了if。这是因为性能原因吗？如果是这样的话，这会在多大程度上提高性能？

你自己看一下：

        string test;
        Random rnd = new Random();
        bool b = rnd.Next(0, 10) == 3;
        if (b)
        {
            // TRUE
            test = "True branch";
            // END TRUE
        }
        else
        {
            // FALSE
            test = "False branch";
            //END FALSE
        }

这是输出：

    IL_0000: nop
    IL_0001: newobj instance void [mscorlib]System.Random::.ctor()
    IL_0006: stloc.1
    IL_0007: ldloc.1
    IL_0008: ldc.i4.0
    IL_0009: ldc.i4.s 10
    IL_000b: callvirt instance int32 [mscorlib]System.Random::Next(int32,  int32)
    IL_0010: ldc.i4.3
    IL_0011: ceq
    IL_0013: stloc.2
    IL_0014: ldloc.2
    IL_0015: ldc.i4.0
    IL_0016: ceq
    IL_0018: stloc.3
    IL_0019: ldloc.3
    IL_001a: brtrue.s IL_0026

    IL_001c: nop
    IL_001d: ldstr "True branch"
    IL_0022: stloc.0
    IL_0023: nop
    IL_0024: br.s IL_002e

    IL_0026: nop
    IL_0027: ldstr "False branch"
    IL_002c: stloc.0
    IL_002d: nop

    IL_002e: ret

正如您所看到的，在随机结果与常量3进行比较之后，它再次与0进行比较，从而颠倒了与if (false)等价的结果。

这是什么原因呢？因为你需要额外的指令，所以它的性能不是更差吗？这种情况经常发生吗？

Answer 1

您现在看到的是调试版本。将其更改为发布版本，它将使用brfalse.s

IL_0000: newobj instance void [mscorlib]System.Random::.ctor()
IL_0005: stloc.1
IL_0006: ldloc.1
IL_0007: ldc.i4.0
IL_0008: ldc.i4.s 10
IL_000a: callvirt instance int32 [mscorlib]System.Random::Next(int32, int32)
IL_000f: ldc.i4.3
IL_0010: ceq
IL_0012: stloc.2
IL_0013: ldloc.2
IL_0014: brfalse.s IL_001e

IL_0016: ldstr "True branch"
IL_001b: stloc.0
IL_001c: br.s IL_0024

IL_001e: ldstr "False branch"
IL_0023: stloc.0

我添加了一个Console.WriteLine，否则test变量将被删除。

IL_0024: ldloc.0
IL_0025: call void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
IL_002a: ret

因此，Debug和release之间的区别在于：

// Debug
IL_0015: ldc.i4.0
IL_0016: ceq
IL_0018: stloc.3
IL_0019: ldloc.3
IL_001a: brtrue.s IL_0026

vs

// Release
IL_0014: brfalse.s IL_001e

因此，对于Debug版本，有四条额外的指令，以及一个“反向”if。

首先，我要说的是，C#编译器试图使代码保持与编写时相同的顺序。所以首先是"true“分支，然后是"false”分支。

好的..。我在做一个假设...

假设问题出现在Debug模式中...在调试模式下，代码必须很详细...非常冗长。所以

if (b)

被翻译成

if (b == true)

遗憾的是，true是“除-0以外的任何值”，所以它更容易编写

if (!(b == false))

因为false是"0“。但这是在调试模式下编写的:-)只有调试模式使用temp变量

作为

// bool temp = b == false;
IL_0015: ldc.i4.0
IL_0016: ceq
IL_0018: stloc.3
IL_0019: ldloc.3

和

// if (temp) // go to else branch
IL_001a: brtrue.s IL_0026

Answer 2

编译器没有反转任何东西。请注意，if语句的两个分支在IL中的顺序与它们在源代码中的顺序相同。您可以从两个字符串的顺序中看出这一点。

当布尔值为false时，brtrue的使用只是用于分支的自然IL。测试布尔值是否为真意味着将其与0进行比较。值为0为false，其他值均为true。

因此，编译器发出IL来与0进行比较。如果比较为真，即如果布尔值具有序数值0，则布尔值为假。所以，如果分支等于零，就意味着分支，如果布尔值为false。这是对0的ceq，然后是brtrue。

也就是说，值得指出的是，编译调试性能并不是问题。编译器想要编写代码，以便调试器可以检查变量。如果您对性能感兴趣，那么您必须查看发布版本中的IL。当你这样做的时候，你会看到完全不同的代码。