C# 指针与 C++ 指针

我一直在学习编程，并选择 C++ 和 C# 编程作为第一语言。更具体地说，我有一本旧的 C 书，有人好心地借给我，我用它来学习 C#。我使用 Visual Studio Express 并使用 C++ 和 C# 编写。我感兴趣的一个领域是直接内存管理的能力。我正在尝试学习使用它来优化我的代码。然而，我正在努力正确地做到这一点，并且实际上看到了任何真正的性能改进。例如，以下是 C# 代码：

unsafe static void Main(string[] args)
{
    int size = 300000;
    char[] numbers = new char[size];

    for (int i = 0; i < size; i++)
    {
        numbers[i] = '7';
    }

    DateTime start = DateTime.Now;

    fixed (char* c = &numbers[0])
    {
        for (int i = 0; i < 10000000; i++)
        {
            int number = myFunction(c, 100000);
        }
    }

    /*char[] c = numbers;  // commented out C# non-pointer version same 
          speed as C# pointer version
    {
        for (int i = 0; i < 10000000; i++)
        {
            int number = myFunction(c, 100000);
        }
    }*/

    TimeSpan timeSpan = DateTime.Now - start;
    Console.WriteLine(timeSpan.TotalMilliseconds.ToString());
    Console.ReadLine();
}

static int myFunction(ref char[] numbers, int size)
{
    return size * 100;
}

static int myFunction(char[] numbers, int size)
{
    return size * 100;
}

unsafe static int myFunction(char* numbers, int size)
{
    return size * 100;
}

无论我调用三种方法中的哪一种，我都会获得相同的执行速度。我还在尝试理解使用 ref 和使用指针之间的区别，但这可能需要时间和练习。

然而，我不明白的是，我能够在 C++ 中产生非常显着的性能差异。以下是我尝试在 C++ 中近似相同的代码时想到的结果：

/*int myFunction(std::string* numbers, int size)  // C++ pointer version commented 
     out is much faster than C++ non-pointer version
{
    return size * 100;
}*/

int myFunction(std::string numbers, int size) // value version
{
    return size * 100;
}

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
int size = 100000;
std::string numbers = "";
for (int i = 0; i < size; i++)
{
    numbers += "777";
}

clock_t start = clock();

for (int i = 0; i < 10000; i++)
{
    int number = myFunction(numbers, 100000);
}

clock_t timeSpan = clock() - start;

std::cout << timeSpan;
char c;
std::cin >> c;

return 0;
}

谁能告诉我为什么我的 C# 代码没有从我使用引用或指针中受益？我一直在网上阅读东西等等，但我被困住了。

C# 已经生成了指针，而无需您显式声明它们。每个参考类型参考，例如您的numbers变量，实际上是运行时的指针。你传递的每一个参数ref or out关键字实际上是运行时的指针。在 C++ 中，数组参数的 C 等价物是 char**, char*&。 C# 中没有区别。

因此，您不会看到速度有任何差异，因为实际执行的代码是相同的。

这也不完全是它停止的地方，你实际上从未对数组做任何事情。您调用的方法在运行时消失，就像在 C 或 C++ 编译器中一样，它将inlined由优化器。由于您不使用数组参数，因此您也不会获得任何代码。

当您使用指针来实际寻址内存时，指针对于加快程序速度非常有用。您可以为数组建立索引，并确保您永远不会为数组边界检查付费。在许多情况下，您也不会在正常使用中为此付费，如果抖动优化器知道索引始终是安全的，那么它会相当聪明地删除检查。那是unsafe使用指针，您可以轻松地写入不属于数组的内存部分，并以这种方式破坏 GC 堆。用于对象引用或ref争论从来都不是不安全的。

查看这些内容的唯一真正方法是查看生成的机器代码。调试+Windows+反汇编窗口。重要的是，即使您调试代码或看不到优化，代码仍然可以得到优化。请务必运行发布版本并使用“工具+选项”、“调试”、“常规”，取消选中“抑制模块加载时的 JIT 优化”选项。需要熟悉机器代码才能理解您所看到的内容。