Null coalesce、Ternary或If语句中哪一个运行得更快

Question

我们使用?? Operator根据空值对表达式求值，例如：

string foo = null;
string bar = "woooo";
string foobar= foo ?? bar ; 
// Evaluates foobar as woooo

我们还使用了if语句，如果与上面的表达式一起使用，它的工作方式相同

string foo = null;
string bar = "woooo";
if(foo==null)
   string foobar=   "woooo" ;
// Evaluates foobar as woooo same as above

还有?: Ternary Operator..。

string foo = null;
string bar = "woooo";    
string foobar= foo==null ? "woooo" : null ;
// Evaluates foobar as woooo same as above

我知道null合并在语法上是精确的，但是在这两个中哪一个编译得更快，执行得更快，为什么？

Answer 1

你可能问错了问题。您不会选择使用一个而不是另一个，主要是因为效率(尽管这可能是次要的问题)，而是出于实用性。

实际上，您应该将??与?:进行比较，而不是将其与if进行比较，因为它们有不同的目的。是的，它们都是某种形式的“条件”好，但关键是??和?:都求值，而if不求值，因此它们通常有不同的用途。

例如，以下代码：

Console.WriteLine("The order} is for {1} product",
    orderId, productId ?? "every");

使用if编写起来会更加笨拙

if (productId == null)
{
    Console.WriteLine("The order {0} is for every product",
        orderId);
}
else
{
    Console.WriteLine("The order {0} is for {1} product",
        orderId, productId);
}

是的，你可以压缩成一个，但之后你会有一个临时变量，等等：

if (productId == null)
{
    productId = "every";
}

Console.WriteLine("The order {0} is for {1} product",
    orderId, productId);

因此，您真的不应该比较这两者，因为如果参数为null，则??的要点是计算一个值，而if的要点是执行不同的路径(而不是直接产生一个值。

因此，一个更好的问题可能是，为什么不这样做：

Console.WriteLine("The order {0} is for {1} product",
    orderId, productId == null ? "every" : productId);

这几乎是相同的(两者的计算结果都是一个值)，但对于流控制来说就不一样了。

那么，让我们来看看它们之间的区别。让我们以三种方式编写这段代码：

// Way 1 with if
string foo = null;
string folder = foo;

if (folder == null)
{
    folder = "bar";
}

// Way 2 with ? :
string foo2 = null;
var folder2 = foo2 != null ? foo2 : "bar";

// Way 3 with ??
string foo3 = null;
var folder3 = foo3 ?? "bar";

对于IF，我们得到以下IL：

IL_0001:  ldnull      
IL_0002:  stloc.0     
IL_0003:  ldloc.0     
IL_0004:  ldnull      
IL_0005:  ceq         
IL_0007:  ldc.i4.0    
IL_0008:  ceq         
IL_000A:  stloc.1     
IL_000B:  ldloc.1     
IL_000C:  brtrue.s    IL_0016
IL_000E:  nop         
IL_000F:  ldstr       "bar"
IL_0014:  stloc.0     

对于条件(？:)，我们得到以下IL：

IL_0001:  ldnull      
IL_0002:  stloc.0     
IL_0003:  ldloc.0     
IL_0004:  brtrue.s    IL_000D
IL_0006:  ldstr       "bar"
IL_000B:  br.s        IL_000E
IL_000D:  ldloc.0     
IL_000E:  nop         
IL_000F:  stloc.1   

对于null-coallescing (??)我们得到这个IL：

IL_0001:  ldnull      
IL_0002:  stloc.0     
IL_0003:  ldloc.0     
IL_0004:  dup         
IL_0005:  brtrue.s    IL_000D
IL_0007:  pop         
IL_0008:  ldstr       "bar"
IL_000D:  stloc.1    

注意到每个连续的是如何变得更简单的吗？if是较大的IL，因为它需要分支逻辑来处理单独的语句。?:较小，因为它只是计算为一个值(而不是分支到其他语句)，但仍然需要加载操作数以与(null)进行比较。

??是所有代码中最简单的，因为有一个IL指令用于与null进行比较(与加载null并进行比较。

，SO，所有这些都说，你说的是IL方面的很小的差异，这可能会也可能不会影响性能。无论如何，与程序中更密集的工作(数学、数据库、网络等)相比，这可能会使有很小的主要区别。

因此，我建议选择可读性最好的方法，只有在通过分析发现当前方法不足和瓶颈时才进行优化。

对我来说，使用?:或??的真正原因是您希望最终结果是一个值。也就是说，任何时候你想写：

if (someCondition)
    x = value1;
else 
    x = value2;

然后我会使用条件(?:)，因为这是一个很好的简写。x根据此条件获取一个或另一个值...

然后我用??更进一步，假设这也是真的，你想要根据一个身份的null-ness给一个变量赋值。

因此，if对于流量控制非常有用，但如果只是返回两个值中的一个，或者根据条件分配两个值中的一个，我会适当地使用?:或??。

最后，记住这些东西是如何在幕后实现的(IL和相关的性能)会随着.NET框架的每次修订而变化(在我写这篇文章的时候，它们都是如此接近，以至于可以忽略不计)。

因此，今天可能更快的东西明天可能不会更快。所以我再说一遍，我只想用最适合的，你会发现最具可读性的。

更新

顺便说一句，对于真正着迷的人，我比较了上面每个代码样本的10,000,000次迭代，这里是执行每个代码样本的总时间。看起来??对我来说是最快的，但它们又是如此接近，几乎无关紧要……

10,000,000 iterations of:
?: took: 489 ms, 4.89E-06 ms/item.
?? took: 458 ms, 4.58E-06 ms/item.
if took: 641 ms, 6.41E-06 ms/item.