大家好 在本文中，我建议结识各种类型的索引器。 让我们看一下这些索引器的汇编语言代码，以及每条指令在其速度方面的特征。 我还将提供一些显而易见的结论。 但是，要在特定情况下使用什么完全取决于您是否牺牲便利性来提高速度，反之亦然。
指标
给出了针对64位系统的汇编语言代码。 选择以下度量作为每条指令的度量：合并的微操作数，微操作总数，延迟，吞吐量，当然还有指令数。 我没有为索引器提供任何数字，因为 根据您使用索引类型的方式以及对缓存的不同影响，情况可能会有所不同。
以下是术语的简要概述，而没有深入探讨更深的概念概念。 我的目标是为了达成共识而尽可能简单地描述一切。
微操作（uop）是每条指令组成的特定操作。 微操作的概念用于优化，例如合并，缓存和重新排序。 因此，例如，MOV指令由1个微操作组成，而两个寄存器上的XCHG指令由3个微操作组成（方法是通过“临时变量”，即内部寄存器，感谢
leotsarev的更新），即XCHG指令寄存器和存储器上的8个微操作组成。
合并的微操作（融合的微指令） -如上所述，合并的微操作是最优化之一。 它包括用一个复杂的组件替换两个微操作。
延迟是度量值的数量，在此之后，该指令中使用的数据将可供另一条指令使用。
吞吐量（互惠吞吐量） -执行一条指令所需的时钟周期数，前提是要执行一系列相同的指令，并且它们使用独立的数据进行操作。
根据这些指标，您可以评估一组特定指令的性能。 请注意，我们只能“评估”，实际性能取决于许多因素，例如命中或未命中缓存，数据依赖性等。
这些数字是针对英特尔处理器架构Skylake-X的。 这对应于我的Intel Core i7-6700处理器。
还应该记住，对于64位系统的快速调用在寄存器（rcx，rdx，r8，r9）中提供的不是2而是4个参数的传输。
数字索引器
1.数组索引器
我们将以以下方法为例：
public int IndexerArray(int index, int[] array) { return array[index]; }
考虑此代码段的汇编语言代码。
1. cmp edx,dword ptr [r8+8] 2. jae 00007ff9`07288c78 3. movsxd rax,edx 4. mov eax,dword ptr [r8+rax*4+10h]
第一行检查索引是否超出数组的范围。 如果第二行退出，则会引发异常。 接下来，我们计算元素在数组中的位置。 数组中的第一个字段是服务信息，因此我们需要跳过它们（附加的10h = 16个字节）。
2.收藏夹列表<>
墨水代码：
public int IndexerList(int index, List<int> list) { return list[index]; }
汇编语言代码：
1. cmp edx,dword ptr [r8+10h] 2. jae M00_L00 3. mov rax,qword ptr [r8+8] 4. cmp edx,dword ptr [rax+8] 5. jae 00007ff9`07268f56 6. movsxd rdx,edx 7. mov eax,dword ptr [rax+rdx*4+10h] ret M00_L00 call System.ThrowHelper.ThrowArgumentOutOfRange_IndexException()
显然这里有更多说明。 可以清楚地看到，工作表索引器包装了数组索引器。 有趣的一点是，要检查两次超出数组的边界。 因此，第一条指令将检查索引是否超出工作表的边界。 如果是这样，那么我们跳到（指令2）一个非常明显的调用，如果它超出数组的边界，则抛出异常。 此边界检查使用工作表的内部字段，该字段的顺序为第二个字段（从类型的开头偏移10h（16）个字节，第8个字段指向方法表的指针，第8个字段指向内部数组的链接-第一个字段）。 在第三行中，我们在rax寄存器中放置内部数组的地址-第一个字段（类推，偏移量为8个字节是指向方法表的指针）。 接下来是已经熟悉的部分-数组的索引引用（第4-7行）。 在这里，为了检查边界，使用了数组的内部字段。
我试图删除与索引没有直接关系的内容，但是这里值得保留ret，这样看来在每次调用工作表元素的末尾都不会出现异常：D
顺便说一句，为了避免使您感到困惑，请
通过参考熟悉该表的实现。 类型转换为无符号整数用于减少比较次数。
结果，我们获得了7条成功访问索引的指令，这比数组中的索引多了3条。
新增-跨度<>
光盘：
public int IndexerSpan(int index, Span<int> span) { return span[index]; }
并使用汇编语言：
1. cmp edx,dword ptr [r8+8] 2. jae 00007ff9`07278f69 3. mov rax,qword ptr [r8] 4. movsxd rdx,edx 5. mov eax,dword ptr [rax+rdx*4]
宣布跨度时，他们向我们保证，在运行时的支持下，它们是明智的。 而且他们也没有说谎。 实际上，它与经典数组的区别仅在于一条指令，这是访问地址的另一步骤。 通过此代码判断，内存位置的地址隐藏在元素所在的跨度内，这在第3行中得到。它可以是数组，行或堆栈中一块内存中特定位置的地址。
单击此处以获取有趣的Span索引器的介绍。 您可能会注意到，有两种不同的实现，具体取决于环境变量。 PROJECTN是用于UWP的.NET Native的第一个版本的代号。 因此，我们对索引器的第二版更感兴趣。 她被标记为
[本征] 。 此外，如果查看此索引器的实现中使用的静态
Unsafe类，则可以找到信息，该文件中大多数方法的实现都表示为
Intrinsic 。
在运行时支持方法调用或对带有
[Intrinsic]属性标记的字段的引用。
在
CoreCLR中 ，将此类方法的主体替换为带有不安全代码（unsafe）的EE（执行引擎）。 如果需要更多详细信息，可以开始使用
getILIntrinsicImplementationForUnsafe方法进行挖掘。
有关它在
CoreRT中如何工作的
信息 （这让我有些兴趣），
您可以开始查看
Internal.IL.Stubs.UnsafeIntrinsics 。
有了下雨天的这种支持，为了了解幕后究竟会发生什么，有必要查看一下我们所做的汇编语言说明。
所有索引器都高度依赖数据：指令使用先前索引的结果。 这里没有异常结果，应该没有。 但是现在在这种情况下出现的开销已经很清楚了。 一些明显的发现。 如果该算法涉及按索引进行的非常频繁的访问，则考虑使用数组替换工作表是有意义的。 如果调用不是很频繁，则使用提供了非常方便的api并且没有太大开销的工作表可能会更方便（我提醒您监视内部数组的扩展）。
现在让我们来看一下指定二维数组的不同方法：数组数组（锯齿状数组）和多维数组（多维数组）。
4.多维数组
清晰的代码：
public int IndexerDimensionalArray(int index1, int index2, int[,] demensionalArray) { return demensionalArray[index1, index2]; }
汇编语言：
1. mov eax,edx 2. sub eax,dword ptr [r9+18h] 3. cmp eax,dword ptr [r9+10h] 4. jae 00007ff9`00098fe6 5. mov edx,r8d 6. sub edx,dword ptr [r9+1Ch] 7. cmp edx,dword ptr [r9+14h] 8. jae 00007ff9`00098fe6 9. mov ecx,dword ptr [r9+14h] 10. imul rcx,rax 11. mov rax,rdx 12. add rax,rcx 13. mov eax,dword ptr [r9+rax*4+20h]
原则上一切都是可以理解的-2检查数组的边界，然后计算索引并反转。 该数组以一个片段的形式存储在内存中。
5.数组数组（锯齿数组）
public int IndexerJaggedArray(int index, int index2, int[][] jaggedArray) { return jaggedArray[index][index2]; }
汇编器：
1. cmp edx,dword ptr [r9+8] 2. jae 00007ff9`00098f95 3. movsxd rax,edx 4. mov rax,qword ptr [r9+rax*8+10h] 5. cmp r8d,dword ptr [rax+8] 6. jae 00007ff9`00098f95 7. movsxd rdx,r8d 8. mov eax,dword ptr [rax+rdx*4+10h]
最有趣的是-与针对多维的特制类型相比，我们的指令更少。
但是，关于最后两个示例，我建议您不要急于下结论。 由于二维数组是单一类型的，并且初始化了1次，因此整个数组的内存分配在一个大片段中。 这将提供更好的缓存，从根本上可以改变情况。 在一个数组数组中，每个数组的内存都将单独分配，因此很有可能会将数组分配到内存中并输入最适合它们的位置。
但是，对于某些人来说，这种行为可能会更容易接受。 也许在某些情况下，已知该样品的寿命会很短。 而且为了不掉入一大堆物体（这是垃圾收集器的第二代），在那里有一个很长的停留时间，比我们想要的要多得多。 或者过了一段时间，我们只想处理某些行，其他所有内容都可以清除。 另外，当缓存无法正常工作时，计划通过引用随机不一致的元素来使用该类型。
同样，当使用数组数组时，很有可能不是促使垃圾收集器进行压缩，而是进行清除。 提醒：碎片化内存时，可用空间的总量可能足以容纳一个新对象，但没有所需数量的连续可用空间。 在这种情况下，执行压缩-以碎片整理为目标移动对象。 如果我们能够为新对象获取连续的空闲内存，则只需将对象输入此空闲空间即可。 这称为扫掠。
我希望这些信息可以帮助您得出正确的结论，并在有关使用什么的讨论中证实您的意见。