由浅入深CIL系列:5.抛砖引玉：判断string是否为空的四种方法的CIL代码看看效率如何？

本节将接触几个新的CIL操作码如下
ldc.i4.0 将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上

Ceq 比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32) 推送到计算堆栈上；否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。

Brtrue.s 如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。

Brfalse.S 如果 value 为 false、空引用或零，则将控制转移到目标指令。

Callvirt 对对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。

Ldsfld 将静态字段的值推送到计算堆栈上。

源代码

一、在.NET有几种判断string是否为空的方法，也有两种判断值是否相等的方法。下面我们来看看：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//判断字符串是否为空
string str1 = "MyWord";
if (str1 == "")
;
if (str1 == string.Empty)
;
if (str1 != null && str1.Length== 0)
;
if (string.IsNullOrEmpty(str1))
;          }
}

二、下面我们看看上面的Cs代码生成的CIL代码如下：

.method private hidebysig static void  Main(string[] args) cil managed
{
.entrypoint
// 代码大小       85 (0x55)
.maxstack  2
//声明3个参数，分别是str1和bool值
.locals init ([0] string str1,
[1] bool CS$4$0000)
IL_0000:  nop
//推送对元数据中存储的"MyWord"字符串的新对象引用
IL_0001:  ldstr      "MyWord"
//将"MyWord"压栈到参数0
IL_0006:  stloc.0

//--------string空判断第一种方法  if (str1 == "")  --------
//将"MyWord"从参数0处加载到计算堆栈上
IL_0007:  ldloc.0
//推送对元数据中存储的""字符串的新对象引用
IL_0008:  ldstr      ""
//通过System.String::op_Equality函数判断是否相等
IL_000d:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,
string)
//将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上
IL_0012:  ldc.i4.0
//ceq比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32)推送到计算堆栈上；
//否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。
IL_0013:  ceq
//将true或者false的bool值弹出栈存到参数1去
IL_0015:  stloc.1
//从参数1中加载数据到计算堆栈上去
IL_0016:  ldloc.1
//如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。
//也就是if判断中如果结果为true的话，则运行内部代码
IL_0017:  brtrue.s   IL_0019

//--------string空判断第二种方法  if (str1 == string.Empty)  --------
IL_0019:  ldloc.0
//Ldsfld 将静态字段的值推送到计算堆栈上。
IL_001a:  ldsfld     string [mscorlib]System.String::Empty
IL_001f:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,
string)
IL_0024:  ldc.i4.0
IL_0025:  ceq
IL_0027:  stloc.1
IL_0028:  ldloc.1
IL_0029:  brtrue.s   IL_002b

//--------string空判断第三种方法  if (str1!=null&&str1.Length == 0)  --------
IL_002b:  ldloc.0
//对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。<==> str1!=null
IL_002c:  brfalse.s  IL_003c
IL_002e:  ldloc.0
//调用系统函数获取长度
IL_002f:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.String::get_Length()
IL_0034:  ldc.i4.0
IL_0035:  ceq
IL_0037:  ldc.i4.0
IL_0038:  ceq
IL_003a:  br.s       IL_003d
IL_003c:  ldc.i4.1
IL_003d:  stloc.1
IL_003e:  ldloc.1
IL_003f:  brtrue.s   IL_0041

//--------string空判断第四种方法  if (string.IsNullOrEmpty(str1))  --------
IL_0041:  ldloc.0
//直接调用系统System.String::IsNullOrEmpty(string)函数比对
IL_0042:  call       bool [mscorlib]System.String::IsNullOrEmpty(string)
IL_0047:  ldc.i4.0
IL_0048:  ceq
IL_004a:  stloc.1
IL_004b:  ldloc.1
IL_004c:  brtrue.s   IL_004e
} // end of method Program::Main

4种方法的CIL分析

A.if (str1 == "")，在这里我们需要新构造一个""空字符，然后再调用System.String::op_Equality(string,string)函数对str1和空字符进行对比。

//--------string空判断第一种方法  if (str1 == "")  --------
//将"MyWord"从参数0处加载到计算堆栈上
IL_0007:  ldloc.0
//推送对元数据中存储的""字符串的新对象引用
IL_0008:  ldstr      ""
//通过System.String::op_Equality函数判断是否相等
IL_000d:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,
string)
//将整数值 0 作为 int32 推送到计算堆栈上
IL_0012:  ldc.i4.0
//ceq比较两个值。如果这两个值相等，则将整数值 1 (int32)推送到计算堆栈上；
//否则，将 0 (int32) 推送到计算堆栈上。
IL_0013:  ceq
//将true或者false的bool值弹出栈存到参数1去
IL_0015:  stloc.1
//从参数1中加载数据到计算堆栈上去
IL_0016:  ldloc.1
//如果 value 为 true、非空或非零，则将控制转移到目标指令（短格式）。
//也就是if判断中如果结果为true的话，则运行内部代码
IL_0017:  brtrue.s   IL_0019

B.if (str1 == string.Empty)，在这里我们通过string [mscorlib]System.String::Empty加载一个CIL代码为.field public static initonly string Empty的静态字段，然后让str1和这个静态字段做比较System.String::op_Equality(string,string)，以确定是否为空。

//--------string空判断第二种方法  if (str1 == string.Empty)  --------
IL_0019:  ldloc.0
//Ldsfld 将静态字段的值推送到计算堆栈上。
IL_001a:  ldsfld     string [mscorlib]System.String::Empty
IL_001f:  call       bool [mscorlib]System.String::op_Equality(string,
string)
IL_0024:  ldc.i4.0
IL_0025:  ceq
IL_0027:  stloc.1
IL_0028:  ldloc.1
IL_0029:  brtrue.s   IL_002b

C.if (str1.Length == 0)，在这里我们调用[mscorlib]System.String::get_Length()函数获取到字符串长度，然后这个长度和0相对比

//--------string空判断第三种方法  if (str1!=null&&str1.Length == 0)  --------
IL_002b:  ldloc.0
//对象调用后期绑定方法，并且将返回值推送到计算堆栈上。<==> str1!=null
IL_002c:  brfalse.s  IL_003c
IL_002e:  ldloc.0
//调用系统函数获取长度
IL_002f:  callvirt   instance int32 [mscorlib]System.String::get_Length()
IL_0034:  ldc.i4.0
IL_0035:  ceq
IL_0037:  ldc.i4.0
IL_0038:  ceq
IL_003a:  br.s       IL_003d
IL_003c:  ldc.i4.1
IL_003d:  stloc.1
IL_003e:  ldloc.1
IL_003f:  brtrue.s   IL_0041

D.if (string.IsNullOrEmpty(str1)),这种方式直接调用系统的System.String::IsNullOrEmpty(string)函数直接比对出结果。

//--------string空判断第四种方法  if (string.IsNullOrEmpty(str1))  --------
IL_0041:  ldloc.0
//直接调用系统System.String::IsNullOrEmpty(string)函数比对
IL_0042:  call       bool [mscorlib]System.String::IsNullOrEmpty(string)
IL_0047:  ldc.i4.0
IL_0048:  ceq
IL_004a:  stloc.1
IL_004b:  ldloc.1
IL_004c:  brtrue.s   IL_004e

性能分析

下面我们通过using System.Diagnostics;命名空间下的Stopwatch对象来计算这4种调用方式所消耗的大概时间。

请看cs代码如下：

class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//判断字符串是否为空
string str1 = "MyWord";
//第一种方法耗时计算
Stopwatch sw1 = new Stopwatch();
sw1.Start();
if (str1 == "")
;
sw1.Stop();
//第二种方法耗时计算
Stopwatch sw2 = new Stopwatch();
sw2.Start();
if (str1 == string.Empty)
;
sw2.Stop();
//第三种方法耗时计算
Stopwatch sw3 = new Stopwatch();
sw3.Start();
if (str1!=null&&str1.Length == 0)
;
sw3.Stop();
//第四种方法耗时计算
Stopwatch sw4 = new Stopwatch();
sw4.Start();
if (string.IsNullOrEmpty(str1))
;
sw4.Stop();

Console.WriteLine(@"if (str1 == "")的判断时间是：" + sw1.Elapsed);
Console.WriteLine(@"if (str1 == string.Empty)的判断时间是：" + sw2.Elapsed);
Console.WriteLine(@"if (str1!=null&&str1.Length == 0)的判断时间是：" + sw3.Elapsed);
Console.WriteLine(@"if (string.IsNullOrEmpty(str1)) 的判断时间是：" + sw4.Elapsed);
Console.ReadLine();

}

然后我们需要看看结果如何，为了提高精确度，我们运行多次结果，然后就知道哪种方式的效率最高。

下面我们来看在我的电脑上的运行时间情况如下面的图所示：

System.String::IsNullOrEmpty(string)

.method public hidebysig static bool  IsNullOrEmpty(string 'value') cil managed
{
// 代码大小       15 (0xf)
.maxstack  8
IL_0000:  ldarg.0
IL_0001:  brfalse.s  IL_000d
IL_0003:  ldarg.0
IL_0004:  callvirt   instance int32 System.String::get_Length()
IL_0009:  ldc.i4.0
IL_000a:  ceq
IL_000c:  ret
IL_000d:  ldc.i4.1
IL_000e:  ret
} // end of method String::IsNullOrEmpty