Objective-C 空数组性能

Question

我有一个应用程序，每一步都会迭代数组，当数组为空时，结果似乎出奇地慢。因此，我进行了一些后续测试，结果如下：

NSMutableArray* ar = [NSMutableArray array];
double time = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    for (NSObject* obj in ar)
    {
        [obj retain];
        [obj release];
    }
}
time = CFAbsoluteTimeGetCurrent() - time;   
printf("Empty Time: %1.12f", time / 10000.0f);

time = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    if ([ar count] > 0)
    {
        for (NSObject* obj in ar)
        {
            [obj retain];
            [obj release];
        }
    }
}
time = CFAbsoluteTimeGetCurrent() - time;   
printf("Checked Time: %1.12f", time / 10000.0f);

我尝试了 100 | 1,000 | 10,000 次迭代间隔，结果如下：

Empty Time: 0.000000039935          //100
Checked Time: 0.000000020266        //100
Empty Time: 0.000000018001          //1000
Checked Time: 0.000000011027        //1000
Empty Time: 0.000000015503          //10000
Checked Time: 0.000000008899        //10000

奇怪的是，这表明简单的计数检查可以显着提高低迭代运行的性能（可能是因为缓存方案）。这对我来说绝对是令人惊讶的，因为我期望 Objective-C 编译/运行时在执行 foreach 循环时已经执行此检查！有谁知道为什么会出现这种情况，以及是否有任何方法可以从该循环设置中挤出更多性能？谢谢！

Answer 1

空数组在典型的 Cocoa 程序中并不常见，也不会迭代空数组数十数千次。

如果在 Instruments 中看到空数组的枚举作为 CPU 周期的重要消耗者，那将是非常令人惊讶的。

鉴于 Foundation 和 Core Foundation 针对现实世界的性能模式进行了优化，因此不进行 0 计数检查也就不足为奇了。

但是，如果您确实必须无数次迭代空数组，那么最快的方法是使用块：

time = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
[ar enumerateObjectsUsingBlock:^(id obj, NSUInteger idx, BOOL *stop) {
    [obj retain];
    [obj release];
}];

我将您的代码粘贴到 Foundation 工具的 main() 中，并在相对较新的 MacBook Pro 上得到了这个：

     Empty Time: 0.000000019896
   Checked Time: 0.000000007498
     Block Time: 0.000000000298

---

当然，而不是空数组，只需使用nil。即，我在 ar = nil; 后第二次进行了所有测试。

ar = nil;
time = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    for (NSObject* obj in ar)
    {
        [obj retain];
        [obj release];
    }
}
... etc ...


      Empty Time: 0.000000019902
    Checked Time: 0.000000007999
      Block Time: 0.000000000298
  nil Empty Time: 0.000000015599
nil Checked Time: 0.000000004703
  nil Block Time: 0.000000000000

---

不过，总的来说，如果您的数据结构非常复杂，并且您在每个帧渲染上都对它们进行了大量的操作，那么我建议可能需要使用不同的数据结构。

当然，前提是您确实使用 Instruments 来对代码进行采样，并且正在优化占用总体 CPU 周期很大一部分的内容。

Answer 2

for-in 构造不是免费的，它必须解析某种枚举方法调用，因此报告的时间实际上是有意义的。在这种情况下我会使用纯 C 数组。另外，如果您使用 objc_msgsend() 在如此大的循环中调用 objc 方法，您将获得更好的性能。