Dictionary 是一個很常用的鍵值對管理數據結構。但是在性能要求嚴苛的情況下，字典的查找速度并不高。所以，我們需要更快的方案。

需求說明

這里，我們需要一個 PropertyInfo 和委托對應的映射關系，這樣我們就可以存儲《尋找性能更優秀的動態 Getter 和 Setter 方案》提到的委托。

因此，這個字典有這些特點：

這個字典一旦創建就不需要修改。

字典項目并不多，因為通常一個 class 不會有太多屬性。

方案說明

方案 1，Switch 表達式法。使用表達式生成一個包含 switch case 語句的委托。

方案 2，數組跳表。我們知道，switch case 之所以比連續的 if else 要快的原因是因為其生成的 IL 中包含一個跳表算法。因此，如果我們有辦法使用連續數字作為下標，以及一個數組。就可以在 C#中自己實現跳表。

知識要點

使用表達式創建委托

PropertyInfo 有一個 int MetadataToken 屬性，根據目前的觀察，可以知道在一個類型中的屬性其 MetadataToken 似乎是連續的，因此可以取模后作為跳表的 key。

所謂的跳表，可以簡單理解為，使用數組的下標來定位數組中的特定元素。

實現代碼

這里，我們直接給出基準測試中使用的代碼。

其中：

• Directly 直接讀，沒有任何查找

• ArrayIndex 數組跳表

• SwitchExp 表達式生成 Switch 方案

• Dic 傳統字典方案

using?System; using?System.Collections.Generic; using?System.Linq; using?System.Linq.Expressions; using?System.Reflection; using?BenchmarkDotNet.Attributes;namespace?Newbe.ObjectVisitor.BenchmarkTest {[Config(typeof(Config))]public?class?FuncSearchTest{private?Func<Yueluo,?object>[]?_target;private?readonly?Yueluo?_yueluo;private?readonly?Func<Yueluo,?string>?_func;private?readonly?PropertyInfo?_nameP;private?readonly?Func<PropertyInfo,?Func<Yueluo,?object>>?_switcher;private?readonly?Dictionary<PropertyInfo,?Func<Yueluo,?object>>?_dic;public?FuncSearchTest(){_yueluo?=?Yueluo.Create();var?propertyInfos?=?typeof(Yueluo).GetProperties().ToArray();CreateCacheArrayD(propertyInfos);_switcher?=?ValueGetter.CreateGetter<Yueluo,?object>(propertyInfos,info?=>?Expression.SwitchCase(Expression.Constant(CreateFunc(info)),?Expression.Constant(info)));_dic?=?propertyInfos.ToDictionary(x?=>?x,?CreateFunc);_nameP?=?typeof(Yueluo).GetProperty(nameof(Yueluo.Name));_func?=?x?=>?x.Name;}private?void?CreateCacheArrayD(IReadOnlyCollection<PropertyInfo>?propertyInfos){_target?=?new?Func<Yueluo,?object>[propertyInfos.Count];foreach?(var?info?in?propertyInfos){var?key?=?GetKey(info);var?index?=?key?%?propertyInfos.Count;_target[index]?=?CreateFunc(info);}}private?static?Func<Yueluo,?object>?CreateFunc(PropertyInfo?info){var?pExp?=?Expression.Parameter(typeof(Yueluo),?"x");var?bodyExp?=?Expression.Property(pExp,?info);var?finalExp?=Expression.Lambda<Func<Yueluo,?object>>(Expression.Convert(bodyExp,?typeof(object)),?pExp);return?finalExp.Compile();}private?static?int?GetKey(MemberInfo?info){var?token?=?info.MetadataToken;return?token;}[Benchmark(Baseline?=?true)]public?string?Directly()?=>?_func(_yueluo);[Benchmark]public?string?ArrayIndex()?=>?(string)?_target[_nameP.MetadataToken?%?_target.Length](_yueluo);[Benchmark]public?string?SwitchExp()?=>?(string)?_switcher(_nameP)(_yueluo);[Benchmark]public?string?Dic()?=>?(string)?_dic[_nameP](_yueluo);} }

基準測試

BenchmarkDotNet=v0.12.1, OS=Windows 10.0.19041.572 (2004/?/20H1) Intel Xeon CPU E5-2678 v3 2.50GHz, 1 CPU, 24 logical and 12 physical cores .NET Core SDK=5.0.100-rc.2.20479.15[Host] : .NET Core 2.1.23 (CoreCLR 4.6.29321.03, CoreFX 4.6.29321.01), X64 RyuJITnet461 : .NET Framework 4.8 (4.8.4250.0), X64 RyuJITnet48 : .NET Framework 4.8 (4.8.4250.0), X64 RyuJITnetcoreapp21 : .NET Core 2.1.23 (CoreCLR 4.6.29321.03, CoreFX 4.6.29321.01), X64 RyuJITnetcoreapp31 : .NET Core 3.1.9 (CoreCLR 4.700.20.47201, CoreFX 4.700.20.47203), X64 RyuJITnetcoreapp5 : .NET Core 5.0.0 (CoreCLR 5.0.20.47505, CoreFX 5.0.20.47505), X64 RyuJIT

結論

字典真拉胯。

Framework 真拉胯。

Net 5 簡直太強了。

數組跳表是非直接方案中最快的。

圖表

FuncSearch

數據

MethodJobRuntimeMeanErrorStdDevRatioRatioSDRank

Directly	net461	.NET 4.6.1	0.9347 ns	0.0363 ns	0.0321 ns	1.00	0.00	1
ArrayIndex	net461	.NET 4.6.1	15.0904 ns	0.3820 ns	0.3752 ns	16.13	0.64	2
SwitchExp	net461	.NET 4.6.1	17.1585 ns	0.0624 ns	0.0521 ns	18.30	0.56	3
Dic	net461	.NET 4.6.1	34.3348 ns	0.2447 ns	0.2169 ns	36.77	1.18	4
Directly	net48	.NET 4.8	0.6338 ns	0.0233 ns	0.0218 ns	1.00	0.00	1
ArrayIndex	net48	.NET 4.8	15.3098 ns	0.2794 ns	0.2613 ns	24.17	0.69	2
SwitchExp	net48	.NET 4.8	17.8113 ns	0.0740 ns	0.0656 ns	28.20	0.98	3
Dic	net48	.NET 4.8	33.7930 ns	0.4538 ns	0.4245 ns	53.36	1.64	4
Directly	netcoreapp21	.NET Core 2.1	1.2153 ns	0.1168 ns	0.1434 ns	1.00	0.00	1
ArrayIndex	netcoreapp21	.NET Core 2.1	4.6545 ns	0.1044 ns	0.0871 ns	4.01	0.51	2
SwitchExp	netcoreapp21	.NET Core 2.1	8.1995 ns	0.2567 ns	0.2747 ns	6.81	0.90	3
Dic	netcoreapp21	.NET Core 2.1	24.2669 ns	0.5440 ns	0.5586 ns	20.07	2.51	4
Directly	netcoreapp31	.NET Core 3.1	0.7382 ns	0.1148 ns	0.1074 ns	1.00	0.00	1
ArrayIndex	netcoreapp31	.NET Core 3.1	4.3580 ns	0.1299 ns	0.1085 ns	6.10	0.77	2
SwitchExp	netcoreapp31	.NET Core 3.1	7.5985 ns	0.1310 ns	0.1161 ns	10.45	1.41	3
Dic	netcoreapp31	.NET Core 3.1	22.2433 ns	0.2756 ns	0.2443 ns	30.61	4.20	4
Directly	netcoreapp5	.NET Core 5.0	1.3323 ns	0.0527 ns	0.0493 ns	1.00	0.00	1
ArrayIndex	netcoreapp5	.NET Core 5.0	5.0058 ns	0.1361 ns	0.1206 ns	3.77	0.15	2
SwitchExp	netcoreapp5	.NET Core 5.0	9.0576 ns	0.0985 ns	0.0921 ns	6.81	0.26	3
Dic	netcoreapp5	.NET Core 5.0	20.4052 ns	0.2724 ns	0.2275 ns	15.44	0.59	4

總結

不論是數組跳表還是表達式 Switch 方案都可以解決這個問題，而且都要比使用字典要快。

但是這里有一個問題，就是目前作者還沒有找到任何有關 MetadataToken 是否真的具備同 class 連續的性質。

因此建議還是使用 Switch 方案實現。

我只是知識的搬運工

-?[Working?with?Expression?Trees?in?C#](https://tyrrrz.me/blog/expression-trees)

總結

以上是生活随笔為你收集整理的寻找性能更优秀的不可变小字典的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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