使用Linq求和方法Sum计算集合中多个元素和时应该注意的性能问题

提出问题

本文使用下面的实例来说明问题，以下是实例的完整代码。

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// Sum应用示例代码
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// Author：三五月儿
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// Date：2014/09/10
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// http://blog.csdn.net/yl2isoft //
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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;

namespace LinqSumExp
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("数据准备中,请稍后...");

List<Score> scoreList = CreateScoreList();

Console.WriteLine("正在执行中,请稍后...");

Stopwatch sw1 = new Stopwatch();
sw1.Start();
//------------代码片段1--------------------start
int mathScoreSum1 = 0;
int chineseScoreSum1 = 0;
int engLishScoreSum1 = 0;
int physicsScoreSum1 = 0;
int chemistryScoreSum1 = 0;
int biologyScoreSum1 = 0;
foreach (var s in scoreList)
{
mathScoreSum1 += s.MathScore;
chineseScoreSum1 += s.ChineseScore;
engLishScoreSum1 += s.EngLishScore;
physicsScoreSum1 += s.PhysicsScore;
chemistryScoreSum1 += s.ChemistryScore;
biologyScoreSum1 += s.BiologyScore;
}
//------------代码片段1--------------------end
sw1.Stop();
TimeSpan ts1 = sw1.Elapsed;
Console.WriteLine("代码片段1的执行时间为:" + ts1.TotalMilliseconds);

Stopwatch sw2 = new Stopwatch();
sw2.Start();
//------------代码片段2--------------------start
int mathScoreSum2 = 0;
int chineseScoreSum2 = 0;
int engLishScoreSum2 = 0;
int physicsScoreSum2 = 0;
int chemistryScoreSum2 = 0;
int biologyScoreSum2 = 0;
mathScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.MathScore);
chineseScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.ChineseScore);
engLishScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.EngLishScore);
physicsScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.PhysicsScore);
chemistryScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.ChemistryScore);
biologyScoreSum2 = scoreList.Sum(it => it.BiologyScore);
//------------代码片段2--------------------end
sw2.Stop();
TimeSpan ts2 = sw2.Elapsed;
Console.WriteLine("代码片段2的执行时间为:" + ts2.TotalMilliseconds);
}
static List<Score> CreateScoreList()
{
List<Score> scoreList = new List<Score>();
Random rd = new Random();
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
Score s = new Score();
s.StudentId = i;
s.StudentName = "s" + i.ToString();
s.MathScore = rd.Next(0, 100);
s.ChineseScore = rd.Next(0, 100);
s.EngLishScore = rd.Next(0, 100);
s.PhysicsScore = rd.Next(0, 100);
s.ChemistryScore = rd.Next(0, 100);
s.BiologyScore = rd.Next(0, 100);
scoreList.Add(s);
}
return scoreList;
}
}
public class Score
{
public int StudentId { get; set; }
public string StudentName { get; set; }
public int MathScore { get; set; }
public int ChineseScore { get; set; }
public int EngLishScore { get; set; }
public int PhysicsScore { get; set; }
public int ChemistryScore { get; set; }
public int BiologyScore { get; set; }
}
}

实例中先定义Score类，使用Score类来保存学生各门功课的成绩，其中属性MathScore、ChineseScore、EngLishScore、PhysicsScore、ChemistryScore、BiologyScore分别用来保存数学、语文、英语、物理、化学、生物的成绩。接着，在CreateScoreList方法中生成包含100个Score对象的集合。最后，使用代码片段1和代码片段2来计算集合中各门功课的总和，其中，代码片段1通过遍历集合的方法来求和，而代码片段2使用Linq的求和方法Sum来实现求和。很显然，两种方法都可以完成求和这个基本功能。但是，在实际开发中，很多时候除了实现基本功能外，还需要考虑其他许多东西，比如性能。那么，这里我就弱弱的问一句：那种方法性能更好？

 

答案揭晓

大家请看黑板。(呵呵，是不是好黑好黑的一块板子啊)



 

图1 程序运行结果图

从程序的执行结果来看，方法1的性能更好。

你可能会说，仅仅通过一次结果无法得出这个结论，因为偶然性。

为了让你心服口服，那我就继续执行，执行，再执行。

经过我n多次重复试验（n到底有多大，你猜），发现：每一次都是方法1耗时更少，方法1性能好于方法2。

为了让我们的实验更具有说服力，增加数据量为1000,10000,100000来执行程序，下面是实验结果：

1000次：方法1--1.2628；方法2--3.3205
10000次：方法1--3.1866；方法2--8.8877
100000次：方法1--15.3749；方法2--65.5758

还是方法1耗时更少吧？

你要是还不服，那我也没办法了，反正我是相信这个结果了。

那么为什么会有这个结果呢？

 

原因说明

查看Linq求和方法Sum的源码，代码如下所示：

public static int Sum(this IEnumerable<int> source)
{
if (source == null)
{
throw Error.ArgumentNull("source");
}
int num = 0;
foreach (int num2 in source)
{
num += num2;
}
return num;
}

很显然，每调用一次Linq的求和方法都会遍历一次集合，所以，方法2会遍历集合5次，而方法1只需遍历集合1次，这就是原因所在。

当然，需要求和的字段越多，数据量越大，两种方法的性能差距将越大。其实，除了在使用Linq的求和方法Sum时会遇见这个问题外，在使用Linq中其他扩展方法时也会遇到这种问题，希望大家以后注意了。