高性能 C# 代码的 4 个技巧

C# 是一种高性能编程语言,然而,在编写 C# 代码时,仍需要注意一些技巧以确保代码的高性能表现。本文将详细介绍高性能 C# 代码的 4 个技巧,包括虚方法的使用、避免装箱拆箱、字符串拼接方案以及使用标记为 readonly 的字段。

1. 使用虚方法

在 C# 中,虚方法是一种允许子类重写的方法。虚方法可以带来更好的灵活性和可扩展性,但是,在虚方法调用时会增加一定的性能损失。为了最大程度地提高性能,应当尽可能地避免虚方法的使用。

然而,在某些情况下,虚方法不可或缺。在这种情况下,可以使用sealed关键字,将虚方法实现在基类中,并禁止子类重写。这样可以避免动态绑定带来的额外开销,从而提高性能。

public class BaseClass
{
    public virtual void VirtualMethod()
    {
        //...
    }
}

public class DerivedClass : BaseClass
{
    public sealed override void VirtualMethod()
    {
        base.VirtualMethod();
        // ...
    }
}

2. 避免装箱拆箱

装箱是指将值类型转换为引用类型,拆箱则是指将引用类型转换为值类型。装箱拆箱会带来额外的性能开销,应当尽可能地避免它们的使用。

尽管 C# 4.0 引入了动态类型 dynamic,但是,它也会涉及到装箱拆箱操作。因此,在需要频繁操作值类型时,应当使用泛型类型或显式类型转换来避免装箱拆箱。

// 避免装箱拆箱的写法
List<int> list = new List<int>();
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
    list.Add(i);
}

// 避免装箱拆箱的写法
int sum = 0;
for (int i = 0; i < list.Count; i++)
{
    sum += list[i];
}

3. 字符串拼接方案

在进行大量字符串拼接操作时,应当避免使用 + 运算符。因为 + 运算符会导致字符串的频繁分配和释放,从而影响性能。

首先,可以使用 StringBuilder 类来进行字符串拼接操作。StringBuilder 是一个可变的字符串缓冲区,可以避免频繁的字符串内存分配和释放。

其次,可以使用 String.Format 方法或 $"" 字符串插值语法来进行字符串拼接。这两种方法都可以避免频繁的字符串内存分配和释放,提高性能。

// 使用 StringBuilder 进行字符串拼接
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < 100000; i++)
{
    sb.Append(i.ToString());
}
string result = sb.ToString();

// 使用 String.Format 进行字符串拼接
string result = String.Format("{0}{1}{2}", str1, str2, str3);

// 使用字符串插值语法进行字符串拼接
string result = $"{str1}{str2}{str3}";

4. 使用标记为 readonly 的字段

readonly 是一个关键字,用于修饰字段,在声明时必须赋初值,并且在运行时不可再次修改。使用 readonly 标记的字段可以带来更好的性能表现,因为它们允许 JIT 编译器对代码进行更好的优化。

此外,使用 readonly 标记的字段也具有更好的线程安全性、更佳的预测性和更好的实践习惯。因此,我们应当尽可能地使用 readonly 标记字段。

public class MyClass
{
    private readonly int _value;

    public MyClass(int value)
    {
        _value = value;
    }
}

总结

本文介绍了高性能 C# 代码的 4 个技巧,包括虚方法的使用、避免装箱拆箱、字符串拼接方案以及使用标记为 readonly 的字段。这些技巧可以帮助我们编写更高效的 C# 代码,提高代码的性能表现和可维护性。

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