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如果我有一个c#只读结构,其成员具有非只读结构,则编译器将使用in参数

如何解决如果我有一个c#只读结构,其成员具有非只读结构,则编译器将使用in参数

因此,例如,如果我有一个结构PlayerData,它具有在System.Numerics中定义的Vector3结构的成员(不是只读结构)

public readonly struct PlayerData
{
   public readonly Vector3 SpawnPoint;
   public readonly Vector3 CurrentPosition;
   public readonly Vector3 Scale;    
  
   ...constructor that initializes fields
}

然后将它们传递给方法

AddplayerData(new PlayerData(Vector3.Zero,Vector3.UnitX,Vector3.One))

public void AddplayerData(in PlayerData playerData)
{
  ...
}

由于Vector3成员不是只读结构,而是只读字段,因此c#会创建防御性副本吗?现有的库不提供Vector的只读版本,因此如果我不为基本的Vector编写自己的版本,那么在传递大于intptr的结构时,我是否被迫在参数优化中忘记了整个过程?阅读时,关于用法的信息不清楚:https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/write-safe-efficient-code

解决方法

有趣的问题。让我们测试一下:

    public void AddPlayerData(in PlayerData pd)
    {
        pd.SpawnPoint.X = 42;
    }

给出编译器错误:

只读字段'PlayerData.SpawnPoint'的成员无法修改(除非在构造函数或变量中

据此,我认为编译器将不会创建任何防御性副本,因为无论如何都无法修改非只读结构。可能会有一些情况允许结构改变,但我对语言规范的了解还不足以确定这一点。

但是,讨论编译器优化是很困难的,因为只要结果相同,编译器通常就可以自由地执行其想要的任何事情,因此,行为在编译器版本之间可能会发生很大变化。与往常一样,建议您做一个基准来比较您的替代品。

那么,让我们这样做吧

public readonly struct PlayerData1
{
    public readonly Vector3 A;
    public readonly Vector3 B;
    public readonly Vector3 C;
    public readonly Vector3 D;
    public readonly Vector3 E;
    public readonly Vector3 F;
    public readonly Vector3 G;
    public readonly Vector3 H;
}
public readonly struct PlayerData2
{
    public readonly ReadonlyVector3 A;
    public readonly ReadonlyVector3 B;
    public readonly ReadonlyVector3 C;
    public readonly ReadonlyVector3 D;
    public readonly ReadonlyVector3 E;
    public readonly ReadonlyVector3 F;
    public readonly ReadonlyVector3 G;
    public readonly ReadonlyVector3 H;
}

public readonly struct ReadonlyVector3
{
    public readonly float X;
    public readonly float Y;
    public readonly float Z;
}

    public static float Sum1(in PlayerData1 pd) => pd.A.X + pd.D.Y + pd.H.Z;
    public static float Sum2(in PlayerData2 pd) => pd.A.X + pd.D.Y + pd.H.Z;

    [Test]
    public void TestInParameterPerformance()
    {
        var pd1 = new PlayerData1();
        var pd2 = new PlayerData2();

        // Do warmup 
        Sum1(pd1);
        Sum2(pd2);
        float sum1 = 0;
        
        var sw1 = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
        {
            sum1 += Sum1(pd1);
        }


        float sum2 = 0;
        sw1.Stop();
        var sw2 = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
        {
            sum2 += Sum2(pd2);
        }
        sw2.Stop();

        Console.WriteLine("Sum1: " + sw1.ElapsedMilliseconds);
        Console.WriteLine("Sum2: " + sw2.ElapsedMilliseconds);
    }

对我来说,使用.Net framework 4.8可以

Sum1: 1035
Sum2: 1027

即完全在测量误差之内。所以我不用担心。

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