为什么WhereSelectArrayIterator不实现ICollection？

Question

在通过 Reflector 查看 System.Linq.Enumerable 时，我注意到用于 Select 和 Where 扩展方法的默认迭代器 - WhereSelectArrayIterator - 不实现ICollection接口。如果我正确地阅读代码，这会导致其他一些扩展方法，例如 Count() 和 ToList() 执行速度变慢：

public static IEnumerable<TResult> Select<TSource, TResult>(this IEnumerable<TSource> source, Func<TSource, TResult> selector)
{
    // code above snipped
    if (source is List<TSource>)
    {
        return new WhereSelectListIterator<TSource, TResult>((List<TSource>) source, null, selector);
    }
    // code below snipped
}

private class WhereSelectListIterator<TSource, TResult> : Enumerable.Iterator<TResult>
{
    // Fields
    private List<TSource> source; // class has access to List source so can implement ICollection
    // code below snipped
}


public class List<T> : IList<T>, ICollection<T>, IEnumerable<T>, IList, ICollection, IEnumerable
{
public List(IEnumerable<T> collection)
{
    ICollection<T> is2 = collection as ICollection<T>;
    if (is2 != null)
    {
        int count = is2.Count;
        this._items = new T[count];
        is2.CopyTo(this._items, 0); // FAST
        this._size = count;
    }
    else
    {
        this._size = 0;
        this._items = new T[4];
        using (IEnumerator<T> enumerator = collection.GetEnumerator())
        {
            while (enumerator.MoveNext())
            {
                this.Add(enumerator.Current);  // SLOW, CAUSES ARRAY EXPANSION
            }
        }
    }
}

}

我对此进行了测试，结果证实了我的怀疑：

ICollection：2388.5222 ms

IEnumerable：3308.3382 ms

这是测试代码：

    // prepare source
    var n = 10000;
    var source = new List<int>(n);
    for (int i = 0; i < n; i++) source.Add(i);

    // Test List creation using ICollection
    var startTime = DateTime.Now;
    for (int i = 0; i < n; i++)
    {
        foreach(int l in source.Select(k => k)); // itterate to make comparison fair
        new List<int>(source);
    }
    var finishTime = DateTime.Now;
    Response.Write("ICollection: " + (finishTime - startTime).TotalMilliseconds + " ms <br />");

    // Test List creation using IEnumerable
    startTime = DateTime.Now;
    for (int i = 0; i < n; i++) new List<int>(source.Select(k => k));
    finishTime = DateTime.Now;
    Response.Write("IEnumerable: " + (finishTime - startTime).TotalMilliseconds + " ms");

我是否遗漏了某些内容，或者会在未来版本的框架中修复此问题吗？

谢谢你的想法。

Answer 1

LINQ to Objects 使用一些技巧来优化某些操作。例如，如果将两个 .Where 语句链接在一起，谓词将组合成一个 WhereArrayIterator，因此前面的谓词可以被垃圾收集。同样，Where 后跟 Select 将创建一个 WhereSelectArrayIterator，将组合谓词作为参数传递，以便原始 WhereArrayiterator< /code> 可以被垃圾收集。因此，WhereSelectArrayIterator 不仅负责跟踪选择器，还负责跟踪它可能基于或不基于的组合谓词。

source 字段仅跟踪给定的初始列表。由于谓词的原因，迭代结果并不总是具有与 source 相同的项目数。由于 LINQ 旨在进行延迟评估，因此它不应该提前根据 predicate 评估 source ，以便在有人最终调用时可以节省时间.Count()。如果用户通过多个 Where 和 Select.ToList() 一样多的性能损失code> 子句，您最终会不必要地构造多个列表。

是否可以重构 LINQ to Objects 以创建一个在数组上直接调用 Select 时使用的 SelectArrayIterator？当然。它会提高性能吗？一点点。费用是多少？更少的代码重用意味着需要维护和测试更多的代码。

因此，我们找到了绝大多数“为什么语言/平台 X 没有功能 Y”问题的症结所在：每个功能和优化都有一些与之相关的成本，甚至微软也没有无限的资源。就像其他所有公司一样，他们进行判断调用来确定在数组上执行 Select 然后对其调用 .ToList() 的代码的运行频率，以及是否值得在 LINQ 包中编写和维护另一个类，使其运行得更快一些。