dotnet程序优化心得（二）

下面以实际例子具体解释相关技巧。

 (1)缘起

bfax@smth.org发了一个字符串转换程序，引起了热烈讨论。原程序如下：

 1
 2Function B2G()Function B2G(prestr As String) As String
 3    Dim i, j As Integer
 4    Const GB_Lib = ""    //几千个字符吧，因为字符串长度限制，原程序是由GB_lib1,GB_lib2GB_lib4四个字符串构成的，为了简化问题，只用一个字符串代替。
 5    Const BIG5_Lib = ""    //与GB_Lib中简体字一一对应的繁体字
 6    
 7    For i = 1 To prestr.Length
 8        j= Instr(1, BIG5_Lib1, GetChar(prestr, i)) 
 9        If j<>0 Then prestr=prestr.Replace(GetChar(BIG5_Lib1,j),GetChar(GB_Lib1,j))
10        j= Instr(1, BIG5_Lib2, GetChar(prestr, i)) 
11        If j<>0 Then prestr=prestr.Replace(GetChar(BIG5_Lib2,j),GetChar(GB_Lib2,j))
12        j= Instr(1, BIG5_Lib3, GetChar(prestr, i)) 
13        If j<>0 Then prestr=prestr.Replace(GetChar(BIG5_Lib3,j),GetChar(GB_Lib3,j))
14        j= Instr(1, BIG5_Lib4, GetChar(prestr, i)) 
15        If j<>0 Then prestr=prestr.Replace(GetChar(BIG5_Lib4,j),GetChar(GB_Lib4,j))
16    Next
17    Return prestr
18End Function

(2) 分析问题

写测试程序测试在我的1.5M迅驰本本测试，替换效率为30万字/s，该程序采用Replace，这样对每一个字符都要扫描GB_Lib字符串中的几千个字符，性能自然上不去。需要寻找更好的数据结构和算法，降低每一个字符串的操作时间。

.net类库里有一个很好的东西可以拿来直接用：Hashtable。也就是说，把每一个简体字作为key，每一个繁体字作为value。这样处理每个字符的时候只需要看它在不在Hashtable的key里面，在的话就找出对应的value替换，否则就不做任何操作。这样做的代价是Hashtable初始化的耗时，不过初始化顶多也就一次嘛。程序如下：

 1public class ConvertDemo
 2{
 3    private static Hashtable _libTable;
 4
 5    static ConvertDemo()
 6    {
 7        InitHashTable();
 8    }
 9
10    static string GB_lib="";
11
12    static string BIG5_lib="";
13
14    private static void InitHashTable()
15    {
16        _libTable = new Hashtable();
17        PushIntoHashtable(_libTable,GB_lib,BIG5_lib);
18    }
19
20    private static void PushIntoHashtable(Hashtable t, string g , string b)
21    {
22        for (int i=0;i<g.Length;i++)
23        {
24            t.Add(g[i],b[i]);
25        }
26    }
27
28    private static char ConvertChar(char input)
29    {
30        if (_libTable.ContainsKey(input)) return (char)_libTable[input];
31        else return input;
32    }
33
34    public static string ConvertText(string inputString)
35    {
36        StringBuilder sb = new StringBuilder(inputString);
37        for (int i=0;i<inputString.Length;i++)
38        {
39            sb[i] = ConvertChar(inputString[i]);
40        }
41        return sb.ToString();
42    }
43}

测试性能，结果为300万字/秒。性能提高了10倍。

（3）用relector看Hashtable源代码，消除无用操作，继续优化

还能不能继续优化呢？ConvertChar (char input)执行次数最多，是对性能最有影响的方法。用reflector反编译Hashtable的get_Item(object key)方法：

 1public virtual object get_Item(object key)
 2{
 3      uint num1;
 4      uint num2;
 5      Hashtable.bucket bucket1;
 6      if (key == null)
 7      {
 8            throw new ArgumentNullException("key", Environment.GetResourceString("ArgumentNull_Key"));
 9      }
10      Hashtable.bucket[] bucketArray1 = this.buckets;
11      uint num3 = this.InitHash(key, bucketArray1.Length, out num1, out num2);
12      int num4 = 0;
13      int num5 = (int) (num1 % bucketArray1.Length);
14      do
15      {
16            bucket1 = bucketArray1[num5];
17            if (bucket1.key == null)
18            {
19                  return null;
20            }
21            if (((bucket1.hash_coll & 0x7fffffff) == num3) && this.KeyEquals(key, bucket1.key))
22            {
23                  return bucket1.val;
24            }
25            num5 = (int) ((num5 + num2) % ((ulong) bucketArray1.Length));
26      }
27      while ((bucket1.hash_coll < 0) && (++num4 < bucketArray1.Length));
28      return null;
29}

我的天天天天天天天天天天天天天........好长呀，先不管这个。哦，方法并不抛出异常，如果key不存在就直接返回null。这样的话，采用ContainsKey(...)判断key是否存在就是多次一举了。

把ConvertChar (char input)改为：

1private static char ConvertChar(char input)
2{
3object temp = _libTable[input];
4return temp == null?input:(char)temp;
5}

这样大概能节省一半的操作。

测试结果验证了我这一想法。性能一下提高了40%，达到了500万字/s

注：上面程序有小bug，后来发现的。