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由浅入深CIL系列:5.抛砖引玉：判断string是否为空的四种方法的CIL代码看看效率如何？

2017-11-18 843
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简介：
本节将接触几个新的CIL操作码如下

              ldc.i4.0    将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上

              Ceq         比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32) 推送到计算堆栈上；否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。

              Brtrue.s   如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。

              Brfalse.S  如果 value 为 false、空引用或零，则将控制转移到目标指令。

              Callvirt     对对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。

              Ldsfld      将静态字段的值推送到计算堆栈上。

源代码

        一、在.NET有几种判断string是否为空的方法，也有两种判断值是否相等的方法。下面我们来看看：

复制代码 

  
  

   
       class Program

{

static void Main(string[] args)

{

//判断字符串是否为空

            string str1 = "MyWord";

if (str1 == "")

;

if (str1 == string.Empty) 

;

            if (str1 != null && str1.Length== 0)

                ;

            if (string.IsNullOrEmpty(str1))

                ;
  
  


  
  

   
             }

}
复制代码
        二、下面我们看看上面的Cs代码生成的CIL代码如下：
复制代码 

  
  

   
   .method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed

{

.entrypoint

// 代码大小       85 (0x55)

  .maxstack  2

//声明3个参数，分别是str1和bool值

  .locals init ([0] string str1,

[1] bool CS$4$0000)

IL_0000:  nop

//推送对元数据中存储的"MyWord"字符串的新对象引用 

  IL_0001:  ldstr      "MyWord"

//将"MyWord"压栈到参数0

  IL_0006:  stloc.0
  
  

 
 

    
    

     
     


     


    
    

 //--------string空判断第一种方法  if (str1 == "")  --------

//将"MyWord"从参数0处加载到计算堆栈上 

  IL_0007:  ldloc.0

//推送对元数据中存储的""字符串的新对象引用

  IL_0008:  ldstr      ""

//通过System.String::op_Equality函数判断是否相等

  IL_000d:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,

string)

//将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上

  IL_0012:  ldc.i4.0

//ceq比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32)推送到计算堆栈上；

//否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。 

  IL_0013:  ceq

//将true或者false的bool值弹出栈存到参数1去

  IL_0015:  stloc.1

//从参数1中加载数据到计算堆栈上去  

  IL_0016:  ldloc.1

//如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。

//也就是if判断中如果结果为true的话，则运行内部代码 

  IL_0017:  brtrue.s   IL_0019


    
    

     
     


     


    
    

 //--------string空判断第二种方法  if (str1 == string.Empty)  --------

  IL_0019:  ldloc.0

//Ldsfld 将静态字段的值推送到计算堆栈上。

  IL_001a:  ldsfld     string [mscorlib]System.String::Empty

IL_001f:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,

string)

IL_0024:  ldc.i4.0

IL_0025:  ceq

IL_0027:  stloc.1

IL_0028:  ldloc.1

IL_0029:  brtrue.s   IL_002b


    
    

     
     


     


     


     


    
    

 //--------string空判断第三种方法  if (str1!=null&&str1.Length == 0)  --------  

  IL_002b:  ldloc.0

//对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。<==> str1!=null

  IL_002c:  brfalse.s  IL_003c

IL_002e:  ldloc.0

//调用系统函数获取长度

  IL_002f:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.String::get_Length()

IL_0034:  ldc.i4.0

IL_0035:  ceq

IL_0037:  ldc.i4.0

IL_0038:  ceq

IL_003a:  br.s       IL_003d

IL_003c:  ldc.i4.1

IL_003d:  stloc.1

IL_003e:  ldloc.1

IL_003f:  brtrue.s   IL_0041


    
    

     
     


     


    
    

//--------string空判断第四种方法  if (string.IsNullOrEmpty(str1))  --------  

  IL_0041:  ldloc.0

//直接调用系统System.String::IsNullOrEmpty(string)函数比对

  IL_0042:  call       bool [mscorlib]System.String::IsNullOrEmpty(string)

IL_0047:  ldc.i4.0

IL_0048:  ceq

IL_004a:  stloc.1

IL_004b:  ldloc.1

IL_004c:  brtrue.s   IL_004e

} // end of method Program::Main
复制代码

 4种方法的CIL分析

              A.if (str1 == "")，在这里我们需要新构造一个""空字符，然后再调用System.String::op_Equality(string,string)函数对str1和空字符进行对比。

复制代码 

  
  

   
   //--------string空判断第一种方法  if (str1 == "")  --------

//将"MyWord"从参数0处加载到计算堆栈上 

  IL_0007:  ldloc.0

//推送对元数据中存储的""字符串的新对象引用

  IL_0008:  ldstr      ""

//通过System.String::op_Equality函数判断是否相等

  IL_000d:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,

string)

//将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上

  IL_0012:  ldc.i4.0

//ceq比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32)推送到计算堆栈上；

//否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。 

  IL_0013:  ceq

//将true或者false的bool值弹出栈存到参数1去

  IL_0015:  stloc.1

//从参数1中加载数据到计算堆栈上去  

  IL_0016:  ldloc.1

//如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。

//也就是if判断中如果结果为true的话，则运行内部代码 

  IL_0017:  brtrue.s   IL_0019
复制代码
              B.if (str1 == string.Empty)，在这里我们通过string [mscorlib]System.String::Empty加载一个CIL代码为.field public static initonly string Empty的静态字段，然后让str1和这个静态字段做比较System.String::op_Equality(string,string)，以确定是否为空。
复制代码 

  
  

   
   //--------string空判断第二种方法  if (str1 == string.Empty)  --------

  IL_0019:  ldloc.0

//Ldsfld 将静态字段的值推送到计算堆栈上。

  IL_001a:  ldsfld     string [mscorlib]System.String::Empty

IL_001f:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,

string)

IL_0024:  ldc.i4.0

IL_0025:  ceq

IL_0027:  stloc.1

IL_0028:  ldloc.1

IL_0029:  brtrue.s   IL_002b
复制代码
               C.if (str1.Length == 0)，在这里我们调用[mscorlib]System.String::get_Length()函数获取到字符串长度，然后这个长度和0相对比
复制代码 

  
  

   
   //--------string空判断第三种方法  if (str1!=null&&str1.Length == 0)  --------  

  IL_002b:  ldloc.0

//对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。<==> str1!=null

  IL_002c:  brfalse.s  IL_003c

IL_002e:  ldloc.0

//调用系统函数获取长度

  IL_002f:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.String::get_Length()

IL_0034:  ldc.i4.0

IL_0035:  ceq

IL_0037:  ldc.i4.0

IL_0038:  ceq

IL_003a:  br.s       IL_003d

IL_003c:  ldc.i4.1

IL_003d:  stloc.1

IL_003e:  ldloc.1

IL_003f:  brtrue.s   IL_0041
复制代码

               D.if (string.IsNullOrEmpty(str1)),这种方式直接调用系统的System.String::IsNullOrEmpty(string)函数直接比对出结果。

复制代码 

  
  

   
   //--------string空判断第四种方法  if (string.IsNullOrEmpty(str1))  --------  

  IL_0041:  ldloc.0

//直接调用系统System.String::IsNullOrEmpty(string)函数比对

  IL_0042:  call       bool [mscorlib]System.String::IsNullOrEmpty(string)

IL_0047:  ldc.i4.0

IL_0048:  ceq

IL_004a:  stloc.1

IL_004b:  ldloc.1

IL_004c:  brtrue.s   IL_004e
复制代码

       

性能分析

        下面我们通过using System.Diagnostics;命名空间下的Stopwatch对象来计算这4种调用方式所消耗的大概时间。

请看cs代码如下：

复制代码 

  
  

   
       class Program

{

static void Main(string[] args)

{

//判断字符串是否为空

            string str1 = "MyWord";

//第一种方法耗时计算

            Stopwatch sw1 = new Stopwatch();

sw1.Start();

if (str1 == "")

;

sw1.Stop();

//第二种方法耗时计算

            Stopwatch sw2 = new Stopwatch();

sw2.Start();

if (str1 == string.Empty) 

;

sw2.Stop();

//第三种方法耗时计算

            Stopwatch sw3 = new Stopwatch();

sw3.Start();

if (str1!=null&&str1.Length == 0)

;

sw3.Stop();

//第四种方法耗时计算

            Stopwatch sw4 = new Stopwatch();

sw4.Start();

if (string.IsNullOrEmpty(str1))

;

sw4.Stop();



Console.WriteLine(@"if (str1 == "")的判断时间是：" + sw1.Elapsed);

Console.WriteLine(@"if (str1 == string.Empty)的判断时间是：" + sw2.Elapsed);

Console.WriteLine(@"if (str1!=null&&str1.Length == 0)的判断时间是：" + sw3.Elapsed);

Console.WriteLine(@"if (string.IsNullOrEmpty(str1)) 的判断时间是：" + sw4.Elapsed);

Console.ReadLine();



}
复制代码

        然后我们需要看看结果如何，为了提高精确度，我们运行多次结果，然后就知道哪种方式的效率最高。

下面我们来看在我的电脑上的运行时间情况如下面的图所示：

 

 

       然后我将这段代码发我一个朋友那里得到的运行情况如下图所示：

        鉴于时间跨度太小，以及各种运行环境的不同，还有其他一些原因，对于结果和答案都有有所影响，所以上面的运行结果仅做参考。大家也可以将这段测试代码在自己的电脑上运行一下，看看究竟结果如何？

思考：这4种方法的效率究竟谁高谁低？应该如何排序？为什么形成这样的差异？

  

扩展阅读：

       I.1第一种方法和第二种方法都会使用到一个System.String::op_Equality(string,string)方法，这个方法的CIL代码我们使用ILDASM查看mscorlib.dll文件即可：

System.String::op_Equality(string,string)

        I.2上面这段IL代码内部调用了bool System.String::Equals(string,string)方法，这个方法的CIL代码如下：

bool System.String::Equals(string,string)
   

       I.3上面这段IL代码内部调用了bool System.String::EqualsHelper(string, string) 方法，这个方法的CIL代码如下，其内部调用了多次int32 System.String::get_Length()函数：  

System.String::EqualsHelper(string,string)

        II.1在第三种方法的CIL代码中我们调用了一次int32 [mscorlib]System.String::get_Length()函数.

        III.1在第四种方法的CIL代码中调用了一次bool [mscorlib]System.String::IsNullOrEmpty(string)函数，此函数的CIL代码如下,它内部调用了一次System.String::get_Length()函数：

System.String::IsNullOrEmpty(string)

本文转自程兴亮博客园博客，原文链接：http://www.cnblogs.com/chengxingliang/archive/2011/07/04/2096359.html，如需转载请自行联系原作者

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String方法
String代码
String方法代码
String判断
String为空
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