关于C#中for与foreach的性能比较测试

 关于for与foreach的争论，一直都存在。不过有些人只是拿array来测试，有些人只是拿arraylist测试，有些拿valuetype测试，有些拿引用类型测试，测试结果大相径庭，让我不知道相信哪个。于是今天自己测试了一下。

我没有做很全面的测试，只选择了其中四种，而且四种都是针对引用类型来测试的，而没有针对值类型测试。四种测试方法如下：

1、使用Array，也就是object[]，比较for与foreach循环的耗时。
2、使用Array，但存放自定义类型，比较for与foreach循环的耗时。
3、使用ArrayList，存放简单的object类型，比较for与foreach循环的耗时。
4、使用ArrayList，存放自定义类型，比较for与foreach循环的耗时。

注1：我没有使用值类型来测试。foreach实际上是转换为了对枚举器的调用，而枚举器返回类型是object类型，所以值类型的数组在每次foreach访问的时候都会有一次装箱和一次拆箱的操作，这个会很大程度的影响遍历的性能。因此对值类型数组的遍历for的性能更好是有可能的。

注2：我使用的自定义类型的定义如下：

public class EntityBase : DictionaryBase, System.Runtime.Serialization.ISerializable, System.Runtime.Serialization.IDeserializationCallback

注3：我没有测试自定义的强类型集合或者其他实现了IList接口的类型比如DataTable，因为我觉得具体情况要取决于枚举器的实现，而实际上我们的强类型集合在继承了IList或者CollectionBase之后一般不会实现自定义的枚举器，即使实现了也是在.net的枚举器基础上做了表面上的修改而不会修改其核心算法，因此结果应该与ArrayList的测试结果一样。

注4：Dll以及Console都是在Debug模式测试的。

具体测试代码如下：

Dll中的测试方法：

    public class Test
    ...{
        public void ArrayTest()
        ...{
            Console.WriteLine("ArrayTest");

            // 初始化工作
            object[] arr = new object[100000];
            for(int index = 0; index < 100000; index ++)
            ...{
                arr[index] = new object();
            }
            string str;

            // 开始两种不同的循环
            DateTime start = DateTime.Now;
            for(int index = 0; index < arr.Length; index ++)
            ...{
                str = arr[index].ToString();
            }
            DateTime end = DateTime.Now;
            foreach(object obj in arr)
            ...{
                str = obj.ToString();
            }
            DateTime end2 = DateTime.Now;

            TimeSpan span = end - start;
            Console.WriteLine("for: " + span.TotalMilliseconds.ToString());
            span = end2 - end;
            Console.WriteLine("foreach: " + span.TotalMilliseconds);
        }

        public void MyObjectArrayTest()
        ...{
            Console.WriteLine("MyObjectArrayTest");

            // 初始化工作
            object[] arr = new object[100000];
            for(int index = 0; index < 100000; index ++)
            ...{
                arr[index] = new EntityBase();
            }
            string str;

            // 开始两种不同的循环
            DateTime start = DateTime.Now;
            for(int index = 0; index < arr.Length; index ++)
            ...{
                str = ((EntityBase)arr[index]).WriteXml(Formatting.Indented);
            }
            DateTime end = DateTime.Now;
            // c# 有两种类型转换，foreach 语句中会自动执行 as 类型转换，为了尽量避免这种不一样的地方、
            // 与 for 语句中执行同样的类型转换，没有使用 foreach(EntityBase obj in arr) 。
            foreach(object obj in arr)
            ...{
                str = ((EntityBase)obj).WriteXml(Formatting.Indented);
            }
            DateTime end2 = DateTime.Now;

            TimeSpan span = end - start;
            Console.WriteLine("for: " + span.TotalMilliseconds.ToString());
            span = end2 - end;
            Console.WriteLine("foreach: " + span.TotalMilliseconds);
        }

        public void SimpleObjectListTest()
        ...{
            Console.WriteLine("SimpleObjectListTest");

            // 初始化工作
            ArrayList arr = new ArrayList();
            for(int index = 0; index < 100000; index ++)
            ...{
                arr.Add(new object());
            }
            string str;

            // 开始两种不同的循环
            DateTime start = DateTime.Now;
            for(int index = 0; index < arr.Count; index ++)
            ...{
                str = arr[index].ToString();
            }
            DateTime end = DateTime.Now;
            foreach(object obj in arr)
            ...{
                str = obj.ToString();
            }
            DateTime end2 = DateTime.Now;

            TimeSpan span = end - start;
            Console.WriteLine("for: " + span.TotalMilliseconds.ToString());
            span = end2 - end;
            Console.WriteLine("foreach: " + span.TotalMilliseconds);
        }

        public void MyObjectListTest()
        ...{
            Console.WriteLine("MyObjectListTest");

            // 初始化工作
            ArrayList arr = new ArrayList();
            for(int index = 0; index < 100000; index ++)
            ...{
                arr.Add(new EntityBase());
            }
            string str;

            // 开始两种不同的循环
            DateTime start = DateTime.Now;
            for(int index = 0; index < arr.Count; index ++)
            ...{
                str = ((EntityBase)arr[index]).WriteXml(Formatting.Indented);
            }
            DateTime end = DateTime.Now;
            // c# 有两种类型转换，foreach 语句中会自动执行 as 类型转换，为了尽量避免这种不一样的地方、
            // 与 for 语句中执行同样的类型转换，没有使用 foreach(EntityBase obj in arr) 。
            foreach(object obj in arr)
            ...{
                str = ((EntityBase)obj).WriteXml(Formatting.Indented);
            }
            DateTime end2 = DateTime.Now;

            TimeSpan span = end - start;
            Console.WriteLine("for: " + span.TotalMilliseconds.ToString());
            span = end2 - end;
            Console.WriteLine("foreach: " + span.TotalMilliseconds);
        }
    }

 

Console控制台的调用：

 

    class Class1
    ...{
        Main#region Main
        [STAThread]
        static void Main(string[] args)
        ...{
            bool flag = true;
            while(flag)
            ...{
                Console.WriteLine("please input command:");
                string cmd = Console.ReadLine().Trim();

                while(cmd.IndexOf("  ") != -1)
                ...{
                    cmd = cmd.Replace("  ", " ");
                }

                switch(cmd)
                ...{
                    case "":
                        continue;

                    case "exit":
                    case "quit":
                        flag = false;
                        break;

                    default:
                        try
                        ...{
                            new Class1().DoMain(cmd, args);
                        }
                        catch(Exception ex)
                        ...{
                            Console.WriteLine(ExceptionHandler.XmlFormatException(ex));
                        }
                        break;
                }
            }

            Console.WriteLine("will exit.");
        }
        #endregion

        public void DoMain(string cmd, string[] args)
        ...{
            TestDll.Test test = new TestDll.Test();
            test.ArrayTest();
            test.MyObjectArrayTest();
            test.SimpleObjectListTest();
            test.MyObjectListTest();
        }
}

 

为了去掉其他如.net机制等造成的影响，编译完成后，我通过cmd.exe先执行了几遍调用，然后开始真正的测试。

 最终输出如下：

please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2250
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectListTest
for:            2312.5
foreach:        859.375
please input command:
exit
will exit.

// 注：上面的调用是为了消除.net机制等引起的第一次执行可能引起的额外影响。下面真正开始测试。

E:/My Projects/ConsoleTester/bin/Debug>ConsoleTester.exe
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2046.875
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2187.5
foreach:        890.625
please input command:
test
ArrayTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2187.5
foreach:        843.75
SimpleObjectListTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2203.125
foreach:        859.375
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2312.5
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2375
foreach:        843.75
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2359.375
foreach:        828.125
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2343.75
foreach:        843.75
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectArrayTest
for:            2218.75
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        46.875
MyObjectListTest
for:            2359.375
foreach:        859.375
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectArrayTest
for:            2171.875
foreach:        843.75
SimpleObjectListTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2375
foreach:        859.375
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectArrayTest
for:            2203.125
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            31.25
foreach:        15.625
MyObjectListTest
for:            2343.75
foreach:        875
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2250
foreach:        812.5
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectListTest
for:            2312.5
foreach:        859.375
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2265.625
foreach:        828.125
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectListTest
for:            2343.75
foreach:        859.375
please input command:
test
ArrayTest
for:            15.625
foreach:        15.625
MyObjectArrayTest
for:            2250
foreach:        843.75
SimpleObjectListTest
for:            15.625
foreach:        31.25
MyObjectListTest
for:            2406.25
foreach:        843.75
please input command:

从上面的结果来看，测试结果有些动荡，不过我们通过大多数情况，就可以得到一些一般性结论。具体结论我也就不说了。虽然测试的覆盖面并不是很全，不过个人觉得至少代表了我们实际应用中的大部分情况。

测试完毕。

顺便贴下Dll反编译的结果：（有人说反编译发现foreach都变成了for，事实好像不是这样的）

 

public void ArrayTest()
...{
      string text1;
      Console.WriteLine("ArrayTest");
      object[] objArray1 = new object[0x186a0];
      for (int num1 = 0; num1 < 0x186a0; num1++)
      ...{
            objArray1[num1] = new object();
      }
      DateTime time1 = DateTime.Now;
      for (int num2 = 0; num2 < objArray1.Length; num2++)
      ...{
            text1 = objArray1[num2].ToString();
      }
      DateTime time2 = DateTime.Now;
      foreach (object obj1 in objArray1)
      ...{
            text1 = obj1.ToString();
      }
      DateTime time3 = DateTime.Now;
      TimeSpan span1 = (TimeSpan) (time2 - time1);
      Console.WriteLine("for: " + span1.TotalMilliseconds.ToString());
      span1 = (TimeSpan) (time3 - time2);
      Console.WriteLine("foreach: " + span1.TotalMilliseconds);
}


public void MyObjectArrayTest()
...{
      string text1;
      Console.WriteLine("MyObjectArrayTest");
      object[] objArray1 = new object[0x186a0];
      for (int num1 = 0; num1 < 0x186a0; num1++)
      ...{
            objArray1[num1] = new EntityBase();
      }
      DateTime time1 = DateTime.Now;
      for (int num2 = 0; num2 < objArray1.Length; num2++)
      ...{
            text1 = ((EntityBase) objArray1[num2]).WriteXml(Formatting.Indented);
      }
      DateTime time2 = DateTime.Now;
      foreach (object obj1 in objArray1)
      ...{
            text1 = ((EntityBase) obj1).WriteXml(Formatting.Indented);
      }
      DateTime time3 = DateTime.Now;
      TimeSpan span1 = (TimeSpan) (time2 - time1);
      Console.WriteLine("for: " + span1.TotalMilliseconds.ToString());
      span1 = (TimeSpan) (time3 - time2);
      Console.WriteLine("foreach: " + span1.TotalMilliseconds);
}

 
public void MyObjectListTest()
...{
      string text1;
      Console.WriteLine("MyObjectListTest");
      ArrayList list1 = new ArrayList();
      for (int num1 = 0; num1 < 0x186a0; num1++)
      ...{
            list1.Add(new EntityBase());
      }
      DateTime time1 = DateTime.Now;
      for (int num2 = 0; num2 < list1.Count; num2++)
      ...{
            text1 = ((EntityBase) list1[num2]).WriteXml(Formatting.Indented);
      }
      DateTime time2 = DateTime.Now;
      foreach (object obj1 in list1)
      ...{
            text1 = ((EntityBase) obj1).WriteXml(Formatting.Indented);
      }
      DateTime time3 = DateTime.Now;
      TimeSpan span1 = (TimeSpan) (time2 - time1);
      Console.WriteLine("for: " + span1.TotalMilliseconds.ToString());
      span1 = (TimeSpan) (time3 - time2);
      Console.WriteLine("foreach: " + span1.TotalMilliseconds);
}

public void SimpleObjectListTest()
...{
      string text1;
      Console.WriteLine("SimpleObjectListTest");
      ArrayList list1 = new ArrayList();
      for (int num1 = 0; num1 < 0x186a0; num1++)
      ...{
            list1.Add(new object());
      }
      DateTime time1 = DateTime.Now;
      for (int num2 = 0; num2 < list1.Count; num2++)
      ...{
            text1 = list1[num2].ToString();
      }
      DateTime time2 = DateTime.Now;
      foreach (object obj1 in list1)
      ...{
            text1 = obj1.ToString();
      }
      DateTime time3 = DateTime.Now;
      TimeSpan span1 = (TimeSpan) (time2 - time1);
      Console.WriteLine("for: " + span1.TotalMilliseconds.ToString());
      span1 = (TimeSpan) (time3 - time2);
      Console.WriteLine("foreach: " + span1.TotalMilliseconds);
}