版权声明：本文为博主原创文章，欢迎转载。请保留博主链接：http://blog.csdn.net/andrewfan 上篇文章《【Unity优化】Unity中究竟能不能使用foreach？》发表之后，曾经有网友说，在他的不同的Unity版本上，发现了泛型List无论使用foreach还是GetEnumerator均会产生GC的情况，这就有点尴尬了。由于它本身就是Mono编译器和相应.net库才能决定的原因，这就使得在使用系统提供的List时，又能最终摆脱GC的纠缠变得很困难。于是抓耳挠腮，翻出差不多六七年为Java代码写的动态数组，然后大肆修改一番。最终好像终于逃离GC的魔咒。
先奉上代码：
自定义的List
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
namespace AndrewBox.Math
{
/// <summary>
/// 动态数组
/// @author AndrewFan
/// </summary>
/// <typeparam name="T">任意类型</typeparam>
public class AB_List<T> :IEnumerable<T>
{
protected int m_capacity; // 容量
protected T[] m_items;// 内部数组
protected int m_length;// 存放的单元个数
public AB_List()
{
m_capacity = 10;
m_items = new T[m_capacity];
}
public AB_List(int capacity)
{
m_capacity = capacity;
m_items = new T[m_capacity];
}
/// <summary>
/// 增加单元
/// </summary>
/// <param name="element">添加的单元</param>
public virtual void Add(T element)
{
increaseCapacity();
// 赋值
m_items[m_length] = element;
m_length++;
}
/// <summary>
/// 插入单元
/// </summary>
/// <param name="index">插入位置</param>
/// <param name="element">单元</param>
/// <returns>操作是否成功</returns>
public virtual bool Insert(int index, T element)
{
if (index < 0)
{
return false;
}
if (index >= m_length)
{
Add(element);
return true;
}
increaseCapacity();
// 向后拷贝
// for(int i=length;i>index;i--)
// {
// datas[i]=datas[i-1];
// }
System.Array.Copy(m_items, index, m_items, index + 1, m_length - index);
m_items[index] = element;
m_length++;
return true;
}
public virtual T this[int index]
{
get
{
//取位于某个位置的单元
if (index < 0 || index >= m_length)
{
throw new InvalidOperationException();
}
return m_items[index];
}
set
{
//设置位于某个位置的单元
if (index < 0 || index >= m_length)
{
throw new InvalidOperationException();
}
m_items[index] = value;
}
}
/// <summary>
/// 增长容量
/// </summary>
protected void increaseCapacity()
{
if (m_length >= m_capacity)
{
int newCapacity = m_capacity;
if(newCapacity == 0)
{
newCapacity++;
}
newCapacity *= 2;
T[] datasNew = new T[newCapacity];
System.Array.Copy(m_items, 0, datasNew, 0, m_length);
m_items = datasNew;
m_capacity = newCapacity;
}
}
/// <summary>
/// 清空单元数组
/// </summary>
public virtual void Clear()
{
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
m_items[i] = default(T);
}
m_length = 0;
}
/// <summary>
/// 是否包含某个单元
/// </summary>
/// <param name="element">单元</param>
/// <returns>是否包含</returns>
public bool Contains(T element)
{
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
if (m_items[i].Equals(element))
{
return true;
}
}
return false;
}
/// <summary>
/// 获取指定单元在当前列表中的位置，从前向后查找
/// </summary>
/// <param name="element">单元</param>
/// <returns>位置</returns>
public int IndexOf(T element)
{
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
if (m_items[i].Equals(element))
{
return i;
}
}
return -1;
}
/// <summary>
/// 获取指定单元在当前列表中的位置，从后先前查找
/// </summary>
/// <param name="element">单元</param>
/// <returns>位置</returns>
public int LastIndexOf(T element)
{
for (int i = m_length-1; i >=0; i--)
{
if (m_items[i].Equals(element))
{
return i;
}
}
return -1;
}
/// <summary>
/// 获得长度
/// </summary>
public virtual int Count
{
get
{
return m_length;
}
}
/// <summary>
/// 移除指定位置的单元，如果单元归属权属于当前列表，则会将其卸载
/// </summary>
/// <param name="index">位置索引</param>
/// <returns>移除掉的单元</returns>
public virtual void RemoveAt(int index)
{
if (index < 0 || index >= m_length)
{
return;
}
for (int i = index; i <= m_length - 2; i++)
{
m_items[i] = m_items[i + 1];
}
m_length--;
}
/// <summary>
/// 移除指定尾部单元
/// </summary>
/// <returns>移除掉的单元</returns>
public virtual T RemoveEnd()
{
if (m_length <= 0)
{
return default(T);
}
T temp = m_items[m_length - 1];
m_items[m_length - 1] = default(T);
m_length--;
return temp;
}
/// <summary>
/// 从指定位置开始(包括当前)，移除后续单元，如果单元归属权属于当前列表，则会将其卸载
/// </summary>
/// <param name="index">要移除的位置</param>
/// <param name="innerMove">是否是内部移动</param>
/// <returns>被移除的个数，如果index越界，则返回-1</returns>
public virtual int RemoveAllFrom(int index)
{
if (index < 0 || index >= m_length)
{
return -1;
}
int removedNum = 0;
for (int i = m_length - 1; i >= index; i--)
{
m_items[i] = default(T);
m_length--;
removedNum++;
}
return removedNum;
}
/// <summary>
/// 移除指定单元，如果单元归属权属于当前列表，则会将其卸载
/// </summary>
/// <param name="element">单元</param>
/// <returns>是否操作成功</returns>
public virtual bool Remove(T element)
{
int index = IndexOf(element);
if (index < 0)
{
return false;
}
RemoveAt(index);
return true;
}
/// <summary>
/// 获取所有数据，注意这里的数据可能包含了很多冗余空数据，长度>=当前数组长度。
/// </summary>
/// <returns>所有数据数组</returns>
public T[] GetAllItems()
{
return m_items;
}
/// <summary>
/// 转换成定长数组，伴随着内容拷贝。
/// 如果是值类型数组，将与本动态数组失去关联；
/// 如果是引用类型数组，将与本动态数组保存相同的引用。
/// </summary>
/// <returns>数组</returns>
public virtual Array ToArray()
{
T[] array = new T[m_length];
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
array[i] = m_items[i];
}
return array;
}
/// <summary>
/// 显示此数组，每个单元之间以逗号分隔
/// </summary>
public void Show()
{
string text = "";
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
T obj = m_items[i];
text += (obj.ToString() + ",");
}
Debug.Log(text);
}
/// <summary>
/// 显示此数组，每个单元一行
/// </summary>
public void ShowByLines()
{
string text = "";
for (int i = 0; i < m_length; i++)
{
T obj = m_items[i];
text += (obj.ToString());
}
Debug.Log(text);
}
protected IEnumerator m_enumerator;
protected IEnumerator<T> m_enumeratorT;
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
{
if (m_enumeratorT == null)
{
m_enumeratorT = new ABEnumerator<T>(this);
}
m_enumeratorT.Reset();
return m_enumeratorT;
}
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
if (m_enumerator == null)
{
m_enumerator = new ABEnumerator<T>(this);
}
m_enumerator.Reset();
return m_enumerator;
}
struct ABEnumerator<T> : IDisposable, IEnumerator<T>
{
private AB_List<T> m_list;
private int m_idNext;
private T m_current;
public object Current
{
get
{
if (this.m_idNext <= 0)
{
throw new InvalidOperationException();
}
return this.m_current;
}
}
T IEnumerator<T>.Current
{
get
{
return this.m_current;
}
}
internal ABEnumerator(AB_List<T> l)
{
this.m_list = l;
this.m_idNext = 0;
m_current = default(T);
}
void IEnumerator.Reset()
{
this.m_idNext = 0;
}
public void Dispose()
{
//this.m_list = null;
}
public bool MoveNext()
{
if (this.m_list == null)
{
throw new ObjectDisposedException(base.GetType().FullName);
}
if (this.m_idNext < 0)
{
return false;
}
if (this.m_idNext < this.m_list.Count)
{
this.m_current = this.m_list.m_items[this.m_idNext++];
return true;
}
this.m_idNext = -1;
return false;
}
}
}
}
下面是修改后的ForeachTest 类
using UnityEngine;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using AndrewBox.Math;
public class ForeachTest : MonoBehaviour {
int[] m_intArray;
List<int> m_intList;
ArrayList m_arryList;
AB_List<int> m_intABList;
public void Start ()
{
m_intArray = new int[2];
m_intList = new List<int>();
m_arryList = new ArrayList();
m_intABList = new AB_List<int>();
for (int i = 0; i < m_intArray.Length; i++)
{
m_intArray[i] = i;
m_intList.Add(i);
m_arryList.Add(i);
m_intABList.Add(i);
}
}
void Update ()
{
testABListGetEmulator();
//testABListForeach();
}
void testIntListForeach()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
foreach (var iNum in m_intList)
{
}
}
}
void testIntListGetEmulator()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
var iNum = m_intList.GetEnumerator();
while (iNum.MoveNext())
{
}
}
}
void testIntArrayForeach()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
foreach (var iNum in m_intArray)
{
}
}
}
void testIntArrayGetEmulator()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
var iNum = m_intArray.GetEnumerator();
while (iNum.MoveNext())
{
}
}
}
void testArrayListForeach()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
foreach (var iNum in m_arryList)
{
}
}
}
void testArrayListGetEmulator()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
var iNum = m_arryList.GetEnumerator();
while (iNum.MoveNext())
{
}
}
}
void testABListForeach()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
foreach (var iNum in m_intABList)
{
}
}
}
void testABListGetEmulator()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
var iNum = m_intABList.GetEnumerator();
while (iNum.MoveNext())
{
var t= iNum.Current;
}
}
}
}
Foreach调用解析
关键之处作个解释： 首先理清楚IEnumerable、IEnumerator之间的关系。 IEnumerable是指那种可以被枚举的列表类型，如果我们自己自定义一个List，希望它能结合foreach使用的话，必须实现这个接口。 IEnumerator是一个枚举器。
系统库里的IEnumerable接口是这样：
using System.Runtime.InteropServices;
namespace System.Collections
{
public interface IEnumerable
{
IEnumerator GetEnumerator();
}
}
在我的ABList类中实现接口的函数是下面这样:
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
{
if (m_enumerator == null)
{
m_enumerator = new ABEnumerator<T>(this);
}
m_enumerator.Reset();
return m_enumerator;
}
目前的函数实现经过设计的话，它不会产生GC。然而，问题在后面紧紧跟随。实现了IEnumerable接口之后。当我们使用形如foreach(var t in list)的时刻，它就会去调用list中的继承于IEnumerator的Current实现：
namespace System.Collections
{
public interface IEnumerator
{
object Current
{
get;
}
bool MoveNext();
void Reset();
}
}
看到这里，它返回的是object，如果我们List中存放的是值类型，那么系统自然就产生了一次box装箱操作，GC于是悄悄地产生了。 也正是因为这个原因，微软后来加入了泛型的IEnumerator。但是，为了兼容以前的设计，这个泛型IEnumerator被设计成实现于之前的IEnumerator，而它的下方增加了同样的Current的Get方法。
using System;
using System.Collections;
namespace System.Collections.Generic
{
public interface IEnumerator<T> : IEnumerator, IDisposable
{
T Current
{
get;
}
}
}
同样的设计也被用于泛型的IEnumerable，
using System.Collections;
namespace System.Collections.Generic
{
public interface IEnumerable<T> : IEnumerable
{
IEnumerator<T> GetEnumerator();
}
}
如果我们实现泛型的IEnumerable和IEnumerator，必须同时泛型和非泛型的GetEnumerator和Current方法。 那么，问题来了。现在有两个GetEnumerator()方法，两个Current的Get方法，究竟该用谁的呢？ 首先，在实现的时候就需要加以区分：
public IEnumerator<T> GetEnumerator()
IEnumerator IEnumerable.GetEnumerator()
这两个实现，你给其中一个加上public，另外一个就不能加上public；两个函数至少有一个需要增加[接口名称.]这种前缀；那么最终我们在foreach期间调用的就是public的那个方法。 自然，我们这里为了避免使用到非泛型IEnumerator中的Current方法的object返回形式，我们必须使用将唯一的生存权留给泛型的GetEnumerator。 同样，我们也需要在自定义的枚举器中作出选择。保留泛型的Current函数。
struct ABEnumerator<T> : IDisposable, IEnumerator<T>
{
private AB_List<T> m_list;
private int m_idNext;
private T m_current;
public object Current
{
get
{
if (this.m_idNext <= 0)
{
throw new InvalidOperationException();
}
return this.m_current;
}
}
T IEnumerator<T>.Current
{
get
{
return this.m_current;
}
}
...
GC测试
应用于AB_List< int >的foreach
void testABListForeach()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
foreach (var iNum in m_intABList)
{
}
}
}
没有产生GC
应用于AB_List< int >的GetEnumerator
void testABListGetEmulator()
{
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
var iNum = m_intABList.GetEnumerator();
while (iNum.MoveNext())
{
var t= iNum.Current;
}
}
}
也没有产生GC
总结
Unity系统的泛型List存在的问题是：它在finally中回收枚举器时执行了Box操作。自定义List时，正确实现泛型格式的IEnumerable、IEnumerator是关键，需要避开枚举单元被Current时，值类型被强制转换成对象类型的Box操作。
转载请注明原文地址: https://ju.6miu.com/read-50302.html
