如何验证 C# 中的函数是否已缓存？

Question

我在 C# 中创建了以下函数：

float GetPI()
{
  return 22.0f/7.0f;
}

void Calculate()
{
  float f1 = GetPI()*4;
  float f2 = GetPI()*5;
}

如果我创建发布版本，我将如何验证 JIT 编译器是否会缓存 22/7 计算，或者是否会在每次调用函数 GetPI 时进行计算？

PS：我没有 Visual C# studio 专业版

编辑：将 22/7 更改为 22.0f/7.0f 以使示例功能更准确

Answer 1

我不确定你所说的缓存是什么意思。除非编译器不执行任何常量折叠（在本例中它将执行）或者运行时不会内联您的函数（在本例中可能会执行），否则它不会自动为您执行任何“缓存”。

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表达式 22f/7f 是一个常量表达式，可以在编译时求值（又名 不断折叠）。因此在编译后的程序集中，它将显示为：

float GetPI()
{
  return 3.142857f; // however many digits of precision
}

如果有机会，编译器将始终进行这种优化。除非有一个编译器选项可以禁用它（我不确定是否有）。为了验证这种情况是否发生，您可以使用 Reflector（正如其他人指出的那样）来查看编译后的程序集。您应该看到，无论是调试或发布版本还是使用快速版本，它确实会执行此操作（除非显式禁用此优化）。

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如果函数足够简单，运行时可能会内联您的函数调用。因此，它不会调用此函数，而是插入结果来代替函数调用。由于这只是一个返回一些数字的函数，因此它可能会进行此优化。我不知道是否有一种方法可以在不通过调试器实际查看 JIT 编译的代码的情况下查看是否发生这种情况。

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如果您的意思是像 memoization 中那样进行缓存，那么这不会自动完成，您将拥有自己做这件事。

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如果您想要绝对保证编译器将“缓存”（如不重新计算商）该值，您应该将您的值声明为常量（或使用现有的且更准确的 System.Math.PI 常量）。没有什么是在运行时确定的，一切在编译时都是已知的。每次您使用此值时，它都会被“内联”，因此您不必担心这一点。

const float PI = 22f / 7f; // will be stored as 3.142857f

// or another way, if you need PI to be a float but want a more accurate value
const float PI = (float)Math.PI; // will store as much precision possible
// note that this only works because Math.PI is declared as a constant

Answer 2

下载并安装 .NET Reflector（最初由 Lutz Roeder 编写，现在由 Red Gate 维护）。如果您不想付费，您可能必须寻找旧版本。

当您在 Reflector 中打开代码时，您可以看到编译器所做的更改。

这不会向您显示 JIT 优化，您需要在调试器中单步执行机器代码，但我很确定这种情况将由 C# 编译器进行评估。

Answer 3

有很多方法。一种方便的方法是使用 .NET Reflector。

在 Reflector 中打开程序集，选择 C#，在树视图中找到该方法，然后选择“工具/反汇编”。反汇编程序将显示如下内容：

public float GetPI()
{
    return 3f;
}