为什么List<T>.Enumerator比我的实现更快？

Question

我发现自己处于这样一种境地:由于各种巨大的性能优势(在我的例子中)，我必须使用自己的动态数组实现。然而，在为我的版本创建了一个枚举器，并将其效率与列表使用的枚举器进行了比较后，我有点困惑；列表一比我的版本快了大约30-40%，尽管它要复杂得多。

下面是列表枚举器实现的重要部分：

public struct Enumerator : IEnumerator<T>, IDisposable, IEnumerator
{
    private List<T> list;
    private int index;
    private int version;
    private T current;
    internal Enumerator(List<T> list)
    {
        this.list = list;
        this.index = 0;
        this.version = list._version;
        this.current = default(T);
        return;
    }

    public bool MoveNext()
    {
        List<T> list;
        list = this.list;
        if (this.version != list._version)
        {
            goto Label_004A;
        }
        if (this.index >= list._size)
        {
            goto Label_004A;
        }
        this.current = list._items[this.index];
        this.index += 1;
        return 1;
        Label_004A:
        return this.MoveNextRare();
    }

    public T Current
    {
        get {  return this.current; }
    }
}

这是我最基本的版本：

internal struct DynamicArrayEnumerator<T> : IEnumerator<T> where T : class
{
     private readonly T[] internalArray;
     private readonly int lastIndex;
     private int currentIndex;

     internal DynamicArrayEnumerator(DynamicArray<T> dynamicArray)
     {
          internalArray = dynamicArray.internalArray;
          lastIndex = internalArray.Length - 1;
          currentIndex = -1;
     }

     public T Current
     {
          get { return internalArray[currentIndex]; }
     }

     public bool MoveNext()
     {
          return (++currentIndex <= lastIndex);
     }
}

我知道这是微优化，但实际上我感兴趣的是为什么列表枚举器比我的要快得多。有什么想法吗？谢谢!

Edit:根据请求；DynamicArray类(相关部分)：枚举器是其中的一个内部类。

public struct DynamicArray<T> : IEnumerable<T> where T : class
{
    private T[] internalArray;
    private int itemCount;

    internal T[] Data
    {
        get { return internalArray; }
    }

    public int Count
    {
        get { return itemCount; }
    }

    public DynamicArray(int count)
    {
        this.internalArray = new T[count];
        this.itemCount = 0;
    }

    public IEnumerator<T> GetEnumerator()
    {
        return new DynamicArrayEnumerator<T>(this);
    }

    IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
    {
        return this.GetEnumerator();
    }

}

至于我是如何测试的：

 List<BaseClass> list = new List<BaseClass>(1000000);
 DynamicArray<BaseClass> dynamicArray = new DynamicArray<BaseClass>(1000000);

// Code for filling with data omitted.

   int numberOfRuns = 0;
   float p1Total = 0;
   float p2Total = 0;
   while (numberOfRuns < 100)
   {
        PerformanceAnalyzer p1 = new PerformanceAnalyzer(() =>
        {
             int u = 0;
             foreach (BaseClass b in list)
             {
                  if (b.B > 100)   // Some trivial task
                      u++;
             }
        });
        p1.ExecuteAndClock();
        p1Total += p1.TotalElapsedTicks;

        PerformanceAnalyzer p2 = new PerformanceAnalyzer(() =>
        {
             int u = 0;
             foreach (BaseClass b in dynamicArray)
             {
                  if (b.B > 100)  // Some trivial task
                       u++;
             }
        });
        p2.ExecuteAndClock();
        p2Total += p2.TotalElapsedTicks;

        numberOfRuns++;
    }

    Console.WriteLine("List enumeration: " + p1Total / totalRuns + "\n");
    Console.WriteLine("Dynamic array enumeration: " + p2Total / totalRuns + "\n");

PerformanceAnalyzer类基本上启动一个秒表，执行所提供的Action委托，然后停止秒表。

编辑2(莱恩·盖茨的快速回答)：有几个原因让我想要使用我自己的，最重要的是我需要一个非常快的RemoveAt(int index)方法。

因为在我的特殊情况下不必担心列表元素的顺序，所以我可以避免使用.Net内置列表的方式：

public void RemoveAt(int index)
{
    T local;
    if (index < this._size)
    {
        goto Label_000E;
    }
    ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRangeException();
Label_000E:
    this._size -= 1;
    if (index >= this._size)
    {
        goto Label_0042;
    }
    Array.Copy(this._items, index + 1, this._items, index, this._size - index);
Label_0042:
    this._items[this._size] = default(T);
    this._version += 1;
    return;
}

取而代之的是使用类似这样的东西：

public void RemoveAt(int index)
{
     // overwrites the element at the specified index with the last element in the array and decreases the item count.
     internalArray[index] = internalArray[itemCount];  
     itemCount--;
}

在我的例子中，如果一个长列表中的前1000个元素必须通过索引删除，那么可能会节省大量的时间。

Answer 1

好的，除了基准测试问题之外，下面是如何使您的DynamicArray类更像List<T>的方法

public DynamicArrayEnumerator<T> GetEnumerator()
{
    return new DynamicArrayEnumerator<T>(this);
}

IEnumerator<T> IEnumerable<T>.GetEnumerator()
{
    return GetEnumerator();
}

IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
    return this.GetEnumerator();
}

现在，知道使用动态数组的代码可以使用DynamicArrayEnumerator<T>进行迭代，而不需要任何装箱和虚拟分派。这正是List<T>所做的。当类型以自定义方式实现模式时，编译器会注意到，并将使用所涉及的类型而不是接口。

使用您当前的代码，您无法从创建struct中获得任何好处-因为您是在GetEnumerator()中对其进行装箱。

尝试上面的更改并修复基准测试，使其工作更长时间。我希望能看到很大的不同。