为什么 string.Contains 比 string.IndexOf 表现更好？

Question

我正在尝试优化一种方法。

原始方法如下：

private const string Separator = "::";
private char[] SeparatorChars = Separator.ToCharArray();

public string GetSubName(string name)
{
    if (name.Contains(Separator))
    {
        return name.Split(SeparatorChars)[0];
    }
    
    return "INVALID";
}

如果

name

不包含

::

，则返回

INVALID

，否则返回

Split

与

::

生成的数组中的第一个元素。

我写了以下优化方法：

public string GetSubNameOpt(string name)
{
    var index = name.IndexOf(Separator, StringComparison.Ordinal);
    if (index >= 0)
    {
        return name.AsSpan().Slice(0, index).ToString();
    }

    return "INVALID";
}

目标是省略字符串上的第二次 O(N) 迭代，以便在字符串包含

::

子字符串时将其拆分。

我使用 BenchmarkDotNet 对这两种方法进行了基准测试，结果如下

现在..正如预期的那样，由于使用了 AsSpan 并删除了字符串的 1 O(N) 迭代，优化方法在“名称包含 :: case”中的时间和内存方面更好，但令我惊讶的是非优化方法对于无效情况更好。

编辑 使用非空、不包含

::

的情况运行。

同样，优化方法速度较慢...

您能解释一下是什么原因导致了这种行为吗？

Answer 1

因为

string.Contains(string)

（即没有明确指定

StringComparison

）在 .NET 的最新实现中是一个非常特殊的野兽，看起来像下面这样：

public bool Contains(string value)
{
    if (value == null)
        ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.value);
 
    return SpanHelpers.IndexOf(
        ref _firstChar,
        Length,
        ref value._firstChar,
        value.Length) >= 0;
}

当

string.Contains(string, StringComparison)

 重载时，只需调用 

IndexOf

:

public bool Contains(string value, StringComparison comparisonType)
{
    return IndexOf(value, comparisonType) >= 0;
}

即

name.Contains(Separator, StringComparison.Ordinal)

 将产生“预期”的性能。

和

IndexOf

 用于序数比较，当前使用内部 

Ordinal.IndexOf，其中包含针对更一般用例的大量检查和不同优化。

您可以尝试的一件事是使用

AsSpan().IndexOf

，它在我的机器上可以为优化版本带来更好的性能：

public string name { get; set; } = "qwerty";
private const string Separator = "::";
private char[] SeparatorChars = Separator.ToCharArray();

[Benchmark]
public string GetSubName()
{
    if (name.Contains(Separator))
    {
        return name.Split(SeparatorChars)[0];
    }
    
    return "INVALID";
}

[Benchmark]
public string GetSubNameOpt()
{
    var index = name.AsSpan().IndexOf(SeparatorChars);
    if (index >= 0)
    {
        return name.AsSpan().Slice(0, index).ToString();
    }
    
    return "INVALID";
}

方法意思是错误标准偏差获取子名称8.850 纳秒0.2388 纳秒0.3856 纳秒获取子名称选项8.430 纳秒0.2337 纳秒0.2400 纳秒