在 Swift 中检查 2 个固定大小的数组是否相等的最快方法是什么？

Question

为什么？

给定以下 Swift 代码：

struct DemoStruct {
    let buf: [UInt8]

    init?(fromArray buf: [UInt8]) {
        guard buf.count == 6 else {
            return nil
        }
        self.buf = buf
    }

    var containsJustZeros: Bool {
        // test code
    }
}

let data = DemoStruct(fromArray: Array(repeating: 0, count: 6))!
if data.containsJustZeros {
    print("zeros")
}

对于test code 部分，我已经实现并测量了以下实现：

1. self.buf == Array(repeating: 0, count: 6)
2. for dig in self.buf where dig != 0 { return false } return true
3. self.buf.elementsEqual(Array(repeating: 0, count: 6))

第一个代码最快（~13 秒/10 000 000 次测试），最后一个代码最慢（~43 秒/10 000 000 次测试）。还有其他可能的实现吗？我想优化我的代码以提高速度并更好地理解 Swift。

Answer 1

首先：这个Data 结构是一个真的 坏主意，这肯定会导致混乱。 Foundation 已经有一个名为 Data 的结构，而且它无处不在，因为它是用于在无类型字节的杂项数据中穿梭的“通用货币”类型。

此外，您并没有真正从使用[UInt8] 中得到任何信息。只需使用Foundation.Data。

至于你的主要问题。

1. 第一种技术分配一个数组，并使用== 来比较它。绝对没有理由分配 6 个零。如果buf 有十亿个元素，你会分配十亿个元素吗？浪费。
2. 第二种技术更好，因为您没有分配不必要的元素，只是为了比较。但是，它手动滚动了标准库中已经存在的功能（allSatisfy(_:)，我稍后会介绍。）
3. elementsEqual 是== 的更通用版本，它可以将一个序列与任何其他序列进行比较。您选择将其与 6 个零的数组进行比较，但这很糟糕（原因与 0 相同）。相反，您可以使用repeatElement(0, count: 6) 来生成实际上不需要存储n 副本的元素。它只存储一个，并以符合 Collection 协议的方式包装它。

最好的方法是使用allSatisfy。它速度很快，不会分配任何不必要的东西，并且最重要的是它准确地描述了您想要表达的内容：

var containsJustZeros: Bool {
    self.buf.allSatisfy { byte in byte == 0 }
}

但是，我不会在计算属性中实现这一点。那些具有快速的传统期望，而这是对整个缓冲区进行线性扫描。除非您想将结果缓存在存储的布尔属性中，否则我会将其更改为 func。