为什么 List<>.OrderBy LINQ 在调试模式下比 IComparable+List<>.Sort 快？

Question

我感兴趣的是使用 LINQ 或通过实现 IComparable 接口和 List.Sort 对我的类进行排序是否会更快。当 LINQ 代码更快时，我感到非常惊讶。

为了进行测试，我创建了一个非常简单的类，名称为 TestSort，实现 IComparable。

class TestSort: IComparable<TestSort>  {
    private int age;
    private string givenName;

    public int Age {
        get {
            return age;
        }
        set {
            age = value;
        }
    }

    public string GivenName {
        get {
            return givenName;
        }
        set {
            givenName = value;
        }
    }

    public TestSort(int age, string name) {
        this.age = age;
        this.givenName = name;
    }

    public int CompareTo(TestSort other) {
        return this.age.CompareTo(other.age);
    }
}

然后是一个简单的程序对其进行多次排序 - 排序比复制列表要昂贵得多，因此可以忽略它的影响。

class Program {
    static void Main(string[] args) {
        // Create the test data
        string name = "Mr. Bob";

        Random r = new Random();
        var ts2 = new List<TestSort>();

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            ts2.Add(new TestSort(r.Next(), name));
        }

        DateTime start, end;

        // Test List<>.Sort
        start = DateTime.Now;
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            var l = ts2.ToList();
            l.Sort();
        }
        end = DateTime.Now;

        Console.WriteLine("IComparable<T>: ");
        Console.WriteLine((end - start).TotalMilliseconds);


        // Test Linq OrderBy
        start = DateTime.Now;
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            var l = ts2.ToList();
            l = l.OrderBy(item => item.Age).ToList();
        }
        end = DateTime.Now;

        Console.WriteLine("\nLINQ: ");
        Console.WriteLine((end - start).TotalMilliseconds);

        Console.WriteLine("Finished.");
        Console.ReadKey();
    }
}

我很惊讶收到以下输出：

IComparable<T>:
2965.1696

LINQ:
2181.1248

有时 LINQ 会低于 2000，有时 IComparable 会低于 3000。

当我用普通的List<Int> 测试它时，List.Sort 的速度是 LINQ 的 1/4，保持在 2000 左右。

那么，为什么 LINQ 对于我的班级来说只有正常排序速度的 66% 左右？我的 IComparable 实现有问题吗？

更新： 我只是想尝试在发布模式下进行，是的，结果不同：

IComparable<T>:
1593.0911

Linq:
1958.1119

但我仍然很想知道为什么 IComparable 在调试模式下速度较慢。

Answer 1

如果您在开始测量之前确保所有内容都经过 JIT 处理，您可能会得到不同的结果（我还建议使用 Stopwatch 类来测量时间）：

var ll = ts2.ToList();
ll.Sort();
ll.OrderBy(item => item.Age).ToList();

根据我的测量（添加上述代码后），IComparable 总是更快（即使在调试中）。

Answer 2

对我来说，我会将 Linq 与 IComparable 一起使用（当这是最多或唯一的排序方式时）。在这种情况下，项目是TestSort: IComparable<TestSort>

var sorted = ll.OrderBy(item => item); // This automatically used age to compare, as it's defined in CompareTo

ll 可以是任何 IEnumerable：List、Array 等。

同样在CompareTo 中，您可以有多种比较方式...例如，您可以这样做：

  public int CompareTo(TestSort other) {
        return this.age != other.age ? this.age.CompareTo(other.age) : this.dateOfBirth.CompareTo(other.dateOfBirth);
    }

Answer 3

排序使用未优化的快速排序，在最坏的情况下具有 n*n 的复杂度。我不知道 orderby 使用什么，但我知道它不使用相同的方法，因为它是一种稳定的排序，不像 array.sort。

Answer 4

这可能是调用 CompareTo 方法的开销，在发布模式下编译和运行时会被内联替换。