為什么我的System.Linq.Expressions代碼生成在運行時很慢，我怎樣才能讓它更快？

我正在嘗試實作一個函式，該函式回傳計算向量標量積的函式。它應該通過泛型實作，但似乎只能通過在運行時生成代碼來實作。通過構建運算式樹閱讀有關代碼生成的幾個檔案，這是我到目前為止所寫的：

public static Func<T[], T[], T> GetVectorMultiplyFunction<T>()
    where T : struct
{
    ParameterExpression first  = Expression.Parameter(typeof(T[]), "first" );
    ParameterExpression second = Expression.Parameter(typeof(T[]), "second");
    ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(T)  , "result");
    ParameterExpression index  = Expression.Parameter(typeof(int), "index" );

    LabelTarget label = Expression.Label(typeof(T));

    BlockExpression block = Expression.Block(
        new[] { result, index },
        Expression.Assign( result, Expression.Constant(0) ),
        Expression.Assign( index , Expression.Constant(0) ),

        Expression.Loop(
            Expression.IfThenElse(
                Expression.LessThan( index, Expression.ArrayLength( first ) ),
                Expression.Block(
                    Expression.AddAssign( result, Expression.Multiply( Expression.ArrayIndex( first, index ), Expression.ArrayIndex( second, index ) ) ),
                    Expression.Increment( index )
                ),
                Expression.Break( label, result )
            ),
            label
        )
    );

    return Expression
        .Lambda<Func<T[], T[], T>>( block, first, second )
        .Compile();
} 

這構建沒有問題，但需要永遠運行測驗。我很難繞開這個話題。所以我不知道到底出了什么問題。

這是使用此方法的一個測驗：

[Test]
public void GetVectorMultiplyFunctionReturnsFunctionForLong()
{
    var first = new long[] { 1L, 2L, 3L };
    var second = new long[] { 2L, 2L, 2L };
    var expected = 1L * 2L   2L * 2L   3L * 2L;
    var func = CodeGeneration.GetVectorMultiplyFunction<long>();
    var actual = func(first, second);
    Assert.AreEqual(expected, actual);
}

uj5u.com熱心網友回復：

在 Linqpad 中進行一些除錯后，問題不在于您的動態方法“慢”（不是），問題在于該方法包含一個永不退出的無限回圈。

據我所知，如果您的GetVectorMultiplyFunction方法是直接用 C# 撰寫的，那么它的目的是做這樣的事情：

static T[] VectorMultiply<T>( T[] first, T[] second )
    where T : struct
{
    T     result = default(T);
    Int32 index  = 0;
    
    while( true )
    {
        if( index < first.Length )
        {
            result  = first[index] * second[index];
            index  ;
        }
        else
        {
            return result;
        }
    }
}

...但是您的代碼中有一些主要錯誤：

• ParameterExpression result = Expression.Parameter(typeof(T)  , "result");
  ParameterExpression index  = Expression.Parameter(typeof(int), "index" );
  

  • 這兩行應該使用Expression.Variable, 不是Expression.Parameterasresult也不index是方法引數，而是方法區域變數。

• Expression.Assign( result, Expression.Constant(0) )
  

  • 這不起作用，因為result型別為T，但Expression.Constant(0)型別為Int32( 因為0文字是Int32文字。
  • 將其更改為 use default(T)，如下所示：

    Expression.Assign( result, Expression.Constant( default(T) ) ),
    

• LabelTarget label = Expression.Label(typeof(T));
  

  • 將上面的內容更改為：

    LabelTarget breakLabel = Expression.Label("break");
    

• 這是主要錯誤和無限回圈的原因：

  Expression.Increment( index )
  

  上面確實增加index了，但它不會將增加的值重新分配回index本地，所以它與在 C# 中執行此操作相同：

  while( true ) {
      if( index < first.Length )
      {
          result  = first[index]  * second[index];
          index   1;       // <-- *DANGER, WILL ROBINSON!*
      }
      else
      {
          break;
      }
  }
  

  • 看到問題了嗎？做index 1never 實際上增加index，所以index < first.Length總是如此，所以while回圈永遠不會停止。
  • 解決方法是將其更改為index = 1（或 index或index ），如下所示：

    Expression.PostIncrementAssign( index )
    

• 最后一個問題是你最外層Expression.Block的最后一個運算式應該是result本地的，相當于return result;在C#中做。

  • 因此，在您的呼叫站點內的呼叫之后，只需添加另一個引數即可。Expression.Loop()Expression.Block( variables, expressions )result
  • 我承認我還沒有完全理解這個breakLabel = Expression.Label("break");運算式是如何作業的，或者它甚至能做什么，但

此代碼在 .NET 6 中適用于我：

public static Func<T[], T[], T> GetVectorMultiplyFunction<T>()
    where T : struct
{
    var writeLineMethod = typeof(Console).GetMethod( nameof(Console.WriteLine), new[] { typeof(String), typeof(Object) })!; // print-style debugging ugh // `public static void WriteLine(string format, object? arg0)`
    
    ParameterExpression first  = Expression.Parameter( type: typeof(T[])  , name: "first"  );
    ParameterExpression second = Expression.Parameter( type: typeof(T[])  , name: "second" );
    ParameterExpression result = Expression.Variable ( type: typeof(T)    , name: "result" );
    ParameterExpression index  = Expression.Variable ( type: typeof(Int32), name: "index"  );
    
    LabelTarget breakLabel = Expression.Label("break");
    
    BlockExpression block = Expression.Block(
        variables  : new[] { result, index },
        expressions: new Expression[]
        {
            Expression.Assign( result, Expression.Constant( default(T) ) ),
            Expression.Assign( index , Expression.Constant(          0 ) ),
            
            Expression.Loop(
                body: Expression.Block(
                    Expression.IfThenElse(
                        test  : Expression.LessThan( index, Expression.ArrayLength( first ) ),
                        ifTrue: Expression.Block(
                            Expression.AddAssign( result, Expression.Multiply( Expression.ArrayIndex( first, index ), Expression.ArrayIndex( second, index) ) ),
                            Expression.PostIncrementAssign( index ),
                            
                            Expression.Call( writeLineMethod, Expression.Constant( "result: {0}" ), Expression.Convert( result, typeof(Object) ) ),
                            Expression.Call( writeLineMethod, Expression.Constant( "index : {0}" ), Expression.Convert( index , typeof(Object) ) )
                        ),
                        ifFalse: Expression.Break( breakLabel )
                    )
                ),
                @break: breakLabel
            ),
            result
        }
    );
    
    Func<T[],T[],T> f = Expression
        .Lambda< Func<T[],T[],T> >( block, first, second )
        .Compile();
    
    return f;
}

這是func回傳正確預期結果的螢屏截圖，以及帶有和Console.WriteLine的記錄值的輸出。該方法立即運行（在我的機器上呼叫也只用了 0.5ms）：resultindexExpression.Lambda<>(...).Compile()

標籤：C＃表现仿制药拉姆达代码生成

上一篇：分配Map.class時，Map是原始型別。但是分配型別會導致不匹配。如何引數化Map.class？

下一篇：如何概括一個函式以接受檔案路徑或檔案內容作為字串？