C# 循环判断会进来几次的实现代码

Z时代
2024-01-10
分类：综合

最近有小伙伴告诉我，在循环的判断条件只会计算一次，本金鱼不相信，于是就做了测试，本文记录我做的测试。

先来写一个简单的代码，就一个循环，循环的判断是从一个函数获取值


class Program
  {
    static void Main(string[] args)
    {
      var meepeMorcear = new MeepeMorcear();
      meepeMorcear.BirmeruLerrayjairbay();
    }
  }
  class MeepeMorcear
  {
    public void BirmeruLerrayjairbay()
    {
      for (int i = 0; i < DaydrearNenawerlai(); i++)
      {
        Console.WriteLine("第" +i.ToString()+"个逗比");
      }
    }
    public int DaydrearNenawerlai()
    {
      Console.WriteLine("进入");
      return 10;
    }
  }

通过 Main 调用 BirmeruLerrayjairbay ，这个函数里面的 for 判断是 DaydrearNenawerlai 拿到一个值，我尝试在 release 运行，结果每个判断都需要进入 DaydrearNenawerlai 函数，请看输出

进入
第0个逗比
进入
第1个逗比
进入
第2个逗比
进入
第3个逗比
进入
第4个逗比
进入
第5个逗比
进入
第6个逗比
进入
第7个逗比
进入
第8个逗比
进入
第9个逗比

也就是在 Debug 或 Release 下，for 里面的判断都是需要执行，所以在 for 里的判断如果写了很长的计算，那么就会在每次循环都需要重新计算。即使每次计算出来的值都是一样，也需要重新计算。

所以这样看起来性能不如这样写，使用一个临时的变量获取判断的值


public void BirmeruLerrayjairbay()
    {
      var mowraiTepalor = DaydrearNenawerlai();
      for (int i = 0; i < mowraiTepalor; i++)
      {
        Console.WriteLine("第" +i.ToString()+"个逗比");
      }
    }

但是很快，另一个小伙伴告诉我，你把输出去掉，然后使用断点，你再看看

我添加了断点，在断点输出 123 然后运行

这时我发现运行没有输出 123 也就是函数没有进来，我再次添加断点，跟着函数也没有访问

所以这时的 DaydrearNenawerlai 函数就被优化掉了

我和一个小伙伴说了这个问题，他说是被 IL 优化了，我一点不相信，所以我就去看 IL 代码

从下面的代码


public void BirmeruLerrayjairbay()
    {
      for (int i = 0; i < DaydrearNenawerlai(); i++)
      {
        Console.WriteLine("第" +i.ToString()+"个逗比");
      }
    }
    /// <summary>
    /// 进入lindexi.github.io可以看到更多博客
    /// </summary>
    /// <returns></returns>
    public static int DaydrearNenawerlai()
    {
      return 10;
    }

转 IL 可以看到下面代码，我会在 IL 添加很多注释，所以很容易看懂。


.method public hidebysig instance void 
  BirmeruLerrayjairbay() cil managed 
 {
  .maxstack 3
  .locals init (
   [0] int32 i
  )
  // 第 23 行 18 个字符到 27 个字符
  // [23 18 - 23 27]
  IL_0000: ldc.i4.0 
  // 定义 i ，代码的 int i = 0;  
  IL_0001: stloc.0   // i
  IL_0002: br.s     IL_0023
  // 这里就是进入循环 for ，在 IL 不管 for 还是 while 都是差不多
  // start of loop, entry point: IL_0023
   // [25 17 - 25 60]
   // 下面这个代码就是 Console.WriteLine("第" +i.ToString()+"个逗比"); 从代码可以看到
   // 需要先申请"第"
   IL_0004: ldstr    "第"
   // 然后把 i 放入栈
   IL_0009: ldloca.s   i
   // 调用 int.ToString ，使用的是实例的方法
   IL_000b: call     instance string [mscorlib]System.Int32::ToString()
   // 把"个逗比"放入栈
   IL_0010: ldstr    "个逗比"
   // 调用字符串组合方法，组合三个字符串，返回一个字符串。
   // 把刚才入栈三个字符串出栈，返回的字符串入栈
   IL_0015: call     string [mscorlib]System.String::Concat(string, string, string)
   // 调用 Console.WriteLine ，从栈拿到一个字符串输出
   IL_001a: call     void [mscorlib]System.Console::WriteLine(string)
   // 下面是 i++ 代码
   // [23 55 - 23 58]
   // 将指定索引处的局部变量加载到计算堆栈上，这里的索引是 0 ，在代码的变量是 i 所以把 i 加载到计算堆栈
   IL_001f: ldloc.0   // i
   // 将整数值 1 作为 int32 推送到计算堆栈上
   IL_0020: ldc.i4.1   
   // 从堆栈出栈两个数值进行相加，返回的值放在栈
   IL_0021: add     
   // 从计算堆栈的顶部弹出当前值并将其存储到指定索引处的局部变量列表中，这里索引是 0 ，在代码的变量是 i ，所以 i = i + 1 的代码就是这样做
   IL_0022: stloc.0   // i
   // 从堆栈加载 i ，把 i 入栈
   // [23 29 - 23 53]
   IL_0023: ldloc.0   // i
   // 调用方法 DaydrearNenawerlai 拿到返回值
   IL_0024: call     int32 MuhoubearWhedoofi.MeepeMorcear::DaydrearNenawerlai()
   // 如果第一个值小于第二个值，则将控制转移到目标指令，这里的第一个值就是 i ，第二个值就是 DaydrearNenawerlai 的返回值。跳转到标签 IL_0004 ，如果没有小于，就继续代码。
   IL_0029: blt.s    IL_0004
  // end of loop
  // [27 9 - 27 10]
  IL_002b: ret     
 } // end of method MeepeMorcear::BirmeruLerrayjairbay
 .method public hidebysig static int32 
  DaydrearNenawerlai() cil managed 
 {
  .maxstack 8
  // 把一个值 放入堆栈，放入的是 10 ，然后从栈拿到值返回
  // [36 13 - 36 23]
  IL_0000: ldc.i4.s   10 // 0x0a
  IL_0002: ret     
 } // end of method MeepeMorcear::DaydrearNenawerlai