Operator trójskładnikowy jest dwa razy wolniejszy niż blok if-else?

Wszędzie czytam, że operator trójskładnikowy ma być szybszy lub przynajmniej taki sam jak jego odpowiednik if- elseblok.

Jednak wykonałem następujący test i okazało się, że tak nie jest:

Random r = new Random();
int[] array = new int[20000000];
for(int i = 0; i < array.Length; i++)
{
    array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
}
Array.Sort(array);

long value = 0;
DateTime begin = DateTime.UtcNow;

foreach (int i in array)
{
    if (i > 0)
    {
        value += 2;
    }
    else
    {
        value += 3;
    }
    // if-else block above takes on average 85 ms

    // OR I can use a ternary operator:
    // value += i > 0 ? 2 : 3; // takes 157 ms
}
DateTime end = DateTime.UtcNow;
MessageBox.Show("Measured time: " + (end-begin).TotalMilliseconds + " ms.\r\nResult = " + value.ToString());

Mój komputer potrzebował 85 ms na uruchomienie powyższego kodu. Ale jeśli skomentuję fragment if- elsei odkomentuję trójskładnikową linię operatora, zajmie to około 157 ms.

Dlaczego to się dzieje?

Aby odpowiedzieć na to pytanie, zbadamy kod asemblera wygenerowany przez JIT X86 i X64 dla każdego z tych przypadków.

X86, jeśli / to

    32:                 foreach (int i in array)
0000007c 33 D2                xor         edx,edx 
0000007e 83 7E 04 00          cmp         dword ptr [esi+4],0 
00000082 7E 1C                jle         000000A0 
00000084 8B 44 96 08          mov         eax,dword ptr [esi+edx*4+8] 
    33:                 {
    34:                     if (i > 0)
00000088 85 C0                test        eax,eax 
0000008a 7E 08                jle         00000094 
    35:                     {
    36:                         value += 2;
0000008c 83 C3 02             add         ebx,2 
0000008f 83 D7 00             adc         edi,0 
00000092 EB 06                jmp         0000009A 
    37:                     }
    38:                     else
    39:                     {
    40:                         value += 3;
00000094 83 C3 03             add         ebx,3 
00000097 83 D7 00             adc         edi,0 
0000009a 42                   inc         edx 
    32:                 foreach (int i in array)
0000009b 39 56 04             cmp         dword ptr [esi+4],edx 
0000009e 7F E4                jg          00000084 
    30:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
000000a0 41                   inc         ecx 
000000a1 3B 4D F0             cmp         ecx,dword ptr [ebp-10h] 
000000a4 7C D6                jl          0000007C 

X86, trójskładnikowy

    59:                 foreach (int i in array)
00000075 33 F6                xor         esi,esi 
00000077 83 7F 04 00          cmp         dword ptr [edi+4],0 
0000007b 7E 2D                jle         000000AA 
0000007d 8B 44 B7 08          mov         eax,dword ptr [edi+esi*4+8] 
    60:                 {
    61:                     value += i > 0 ? 2 : 3;
00000081 85 C0                test        eax,eax 
00000083 7F 07                jg          0000008C 
00000085 BA 03 00 00 00       mov         edx,3 
0000008a EB 05                jmp         00000091 
0000008c BA 02 00 00 00       mov         edx,2 
00000091 8B C3                mov         eax,ebx 
00000093 8B 4D EC             mov         ecx,dword ptr [ebp-14h] 
00000096 8B DA                mov         ebx,edx 
00000098 C1 FB 1F             sar         ebx,1Fh 
0000009b 03 C2                add         eax,edx 
0000009d 13 CB                adc         ecx,ebx 
0000009f 89 4D EC             mov         dword ptr [ebp-14h],ecx 
000000a2 8B D8                mov         ebx,eax 
000000a4 46                   inc         esi 
    59:                 foreach (int i in array)
000000a5 39 77 04             cmp         dword ptr [edi+4],esi 
000000a8 7F D3                jg          0000007D 
    57:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
000000aa FF 45 E4             inc         dword ptr [ebp-1Ch] 
000000ad 8B 45 E4             mov         eax,dword ptr [ebp-1Ch] 
000000b0 3B 45 F0             cmp         eax,dword ptr [ebp-10h] 
000000b3 7C C0                jl          00000075 

X64, jeśli / to

    32:                 foreach (int i in array)
00000059 4C 8B 4F 08          mov         r9,qword ptr [rdi+8] 
0000005d 0F 1F 00             nop         dword ptr [rax] 
00000060 45 85 C9             test        r9d,r9d 
00000063 7E 2B                jle         0000000000000090 
00000065 33 D2                xor         edx,edx 
00000067 45 33 C0             xor         r8d,r8d 
0000006a 4C 8B 57 08          mov         r10,qword ptr [rdi+8] 
0000006e 66 90                xchg        ax,ax 
00000070 42 8B 44 07 10       mov         eax,dword ptr [rdi+r8+10h] 
    33:                 {
    34:                     if (i > 0)
00000075 85 C0                test        eax,eax 
00000077 7E 07                jle         0000000000000080 
    35:                     {
    36:                         value += 2;
00000079 48 83 C5 02          add         rbp,2 
0000007d EB 05                jmp         0000000000000084 
0000007f 90                   nop 
    37:                     }
    38:                     else
    39:                     {
    40:                         value += 3;
00000080 48 83 C5 03          add         rbp,3 
00000084 FF C2                inc         edx 
00000086 49 83 C0 04          add         r8,4 
    32:                 foreach (int i in array)
0000008a 41 3B D2             cmp         edx,r10d 
0000008d 7C E1                jl          0000000000000070 
0000008f 90                   nop 
    30:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
00000090 FF C1                inc         ecx 
00000092 41 3B CC             cmp         ecx,r12d 
00000095 7C C9                jl          0000000000000060 

X64, trójskładnikowy

    59:                 foreach (int i in array)
00000044 4C 8B 4F 08          mov         r9,qword ptr [rdi+8] 
00000048 45 85 C9             test        r9d,r9d 
0000004b 7E 2F                jle         000000000000007C 
0000004d 45 33 C0             xor         r8d,r8d 
00000050 33 D2                xor         edx,edx 
00000052 4C 8B 57 08          mov         r10,qword ptr [rdi+8] 
00000056 8B 44 17 10          mov         eax,dword ptr [rdi+rdx+10h] 
    60:                 {
    61:                     value += i > 0 ? 2 : 3;
0000005a 85 C0                test        eax,eax 
0000005c 7F 07                jg          0000000000000065 
0000005e B8 03 00 00 00       mov         eax,3 
00000063 EB 05                jmp         000000000000006A 
00000065 B8 02 00 00 00       mov         eax,2 
0000006a 48 63 C0             movsxd      rax,eax 
0000006d 4C 03 E0             add         r12,rax 
00000070 41 FF C0             inc         r8d 
00000073 48 83 C2 04          add         rdx,4 
    59:                 foreach (int i in array)
00000077 45 3B C2             cmp         r8d,r10d 
0000007a 7C DA                jl          0000000000000056 
    57:             for (int x = 0; x < iterations; x++)
0000007c FF C1                inc         ecx 
0000007e 3B CD                cmp         ecx,ebp 
00000080 7C C6                jl          0000000000000048 

Po pierwsze: dlaczego kod X86 jest o wiele wolniejszy niż X64?

Wynika to z następujących cech kodu:

1. X64 ma kilka dodatkowych rejestrów, a każdy rejestr ma 64 bity. Dzięki temu JIT X64 może całkowicie wykonać wewnętrzną pętlę, używając rejestrów oprócz ładowania iz tablicy, podczas gdy JIT X86 umieszcza w pętli kilka operacji na stosie (dostęp do pamięci).
2. valuejest 64-bitową liczbą całkowitą, która wymaga 2 instrukcji maszynowych na X86 ( addpo których następuje adc), ale tylko 1 instrukcji na X64 ( add).

Po drugie: dlaczego operator trójskładnikowy działa wolniej zarówno na X86, jak i X64?

Wynika to z subtelnej różnicy w kolejności operacji wpływającej na optymalizator JIT. Aby JIT operatora trójskładnikowego, zamiast bezpośrednio kodować 2i 3w addsamych instrukcjach maszyny, JIT tworzy zmienną pośrednią (w rejestrze) do przechowywania wyniku. Rejestr ten jest następnie rozszerzany z 32-bitowych na 64-bitowe przed dodaniem go value. Ponieważ wszystko to odbywa się w rejestrach X64, pomimo znacznego wzrostu złożoności dla operatora trójskładnikowego, wpływ netto jest nieco zminimalizowany.

Z drugiej strony wpływ na JIT X86 ma większy wpływ, ponieważ dodanie nowej wartości pośredniej w pętli wewnętrznej powoduje „rozlanie” innej wartości, co skutkuje co najmniej 2 dodatkowymi dostępami do pamięci w pętli wewnętrznej (patrz: dostępy do [ebp-14h]w kodzie trójskładnikowym X86).

EDYCJA: Wszystkie zmiany ... patrz poniżej.

I nie można odtworzyć swoje wyniki na CLR x64, ale może na x86. Na x64 widzę małą różnicę (mniej niż 10%) między operatorem warunkowym a if / else, ale jest znacznie mniejsza niż widać.

Wprowadziłem następujące potencjalne zmiany:

• Uruchom w aplikacji konsoli
• Kompiluj /o+ /debug-i uruchamiaj poza debuggerem
• Uruchom oba fragmenty kodu raz, aby je JIT, a następnie wiele razy, aby uzyskać większą dokładność
• Posługiwać się Stopwatch

Wyniki z /platform:x64(bez wierszy „ignoruj”):

if/else with 1 iterations: 17ms
conditional with 1 iterations: 19ms
if/else with 1000 iterations: 17875ms
conditional with 1000 iterations: 19089ms

Wyniki z /platform:x86(bez wierszy „ignoruj”):

if/else with 1 iterations: 18ms
conditional with 1 iterations: 49ms
if/else with 1000 iterations: 17901ms
conditional with 1000 iterations: 47710ms

Szczegóły mojego systemu:

• Procesor x64 i7-2720QM @ 2,20 GHz
• 64-bitowy system Windows 8
• .NET 4.5

Tak więc w przeciwieństwie do wcześniej, myślę, że są widząc różnicę - a to wszystko zrobić z JIT x86. Nie chciałbym powiedzieć dokładnie, co powoduje różnicę - mogę później zaktualizować post, podając więcej szczegółów, jeśli będę miał problem z wejściem na cordbg :)

Co ciekawe, bez uprzedniego posortowania tablicy, kończę na testach, które trwają około 4,5 razy dłużej, przynajmniej na x64. Domyślam się, że ma to związek z prognozowaniem gałęzi.

Kod:

using System;
using System.Diagnostics;

class Test
{
    static void Main()
    {
        Random r = new Random(0);
        int[] array = new int[20000000];
        for(int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
        }
        Array.Sort(array);
        // JIT everything...
        RunIfElse(array, 1);
        RunConditional(array, 1);
        // Now really time it
        RunIfElse(array, 1000);
        RunConditional(array, 1000);
    }

    static void RunIfElse(int[] array, int iterations)
    {        
        long value = 0;
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        for (int x = 0; x < iterations; x++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("if/else with {0} iterations: {1}ms",
                          iterations,
                          sw.ElapsedMilliseconds);
        // Just to avoid optimizing everything away
        Console.WriteLine("Value (ignore): {0}", value);
    }

    static void RunConditional(int[] array, int iterations)
    {        
        long value = 0;
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();

        for (int x = 0; x < iterations; x++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                value += i > 0 ? 2 : 3;
            }
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("conditional with {0} iterations: {1}ms",
                          iterations,
                          sw.ElapsedMilliseconds);
        // Just to avoid optimizing everything away
        Console.WriteLine("Value (ignore): {0}", value);
    }
}

Różnica tak naprawdę nie ma wiele wspólnego z if / else vs trójka.

Patrząc na rozczłonkowane dezasemblacje (nie będę tu ponownie wklejać, proszę zobaczyć odpowiedź @ 280Z28), okazuje się, że porównujesz jabłka i pomarańcze . W jednym przypadku tworzysz dwie różne +=operacje ze stałymi wartościami, a ta, którą wybierasz, zależy od warunku, aw drugim przypadku tworzysz miejsce, w +=którym wartość do dodania zależy od warunku.

Jeśli chcesz naprawdę porównać, jeśli / w przeciwieństwie do trójki, byłoby to bardziej sprawiedliwe porównanie (teraz oba będą równie „wolne”, lub możemy nawet powiedzieć, że trójka jest nieco szybsza):

int diff;
if (i > 0) 
    diff = 2;
else 
    diff = 3;
value += diff;

vs.

value += i > 0 ? 2 : 3;

Teraz demontaż dla if/elsestaje się, jak pokazano poniżej. Zauważ, że jest to nieco gorsze niż przypadek trójskładnikowy, ponieważ zakończył również używanie rejestrów dla zmiennej loop ( i).

                if (i > 0)
0000009d  cmp         dword ptr [ebp-20h],0 
000000a1  jle         000000AD 
                {
                    diff = 2;
000000a3  mov         dword ptr [ebp-24h],2 
000000aa  nop 
000000ab  jmp         000000B4 
                }
                else
                {
                    diff = 3;
000000ad  mov         dword ptr [ebp-24h],3 
                }
                value += diff;
000000b4  mov         eax,dword ptr [ebp-18h] 
000000b7  mov         edx,dword ptr [ebp-14h] 
000000ba  mov         ecx,dword ptr [ebp-24h] 
000000bd  mov         ebx,ecx 
000000bf  sar         ebx,1Fh 
000000c2  add         eax,ecx 
000000c4  adc         edx,ebx 
000000c6  mov         dword ptr [ebp-18h],eax 
000000c9  mov         dword ptr [ebp-14h],edx 
000000cc  inc         dword ptr [ebp-28h] 

Edytować:

Dodano przykład, który można wykonać za pomocą instrukcji if-else, ale nie operatora warunkowego.

Przed odpowiedzią spójrz na [ Który jest szybszy? ] na blogu pana Lipperta. I myślę, że odpowiedź pana Ersönmeza jest tutaj najbardziej poprawna.

Próbuję wspomnieć o czymś, o czym powinniśmy pamiętać w języku programowania wysokiego poziomu.

Po pierwsze, nigdy nie słyszałem, że operator warunkowy powinien być szybszy lub równie wydajny z instrukcją if-else w C♯ .

Powód jest prosty, co jeśli nie ma operacji z instrukcją if-else:

if (i > 0)
{
    value += 2;
}
else
{
}

Wymaganie operatora warunkowego jest takie, że po każdej ze stron musi być wartość , aw C♯ wymaga również, aby obie strony miały: ten sam typ. To po prostu odróżnia ją od instrukcji if-else. W ten sposób twoje pytanie staje się pytaniem, w jaki sposób generowana jest instrukcja kodu maszynowego, aby różnicę w wydajności.

W przypadku operatora warunkowego semantycznie jest to:

Niezależnie od tego, jakie wyrażenie zostanie ocenione, istnieje wartość.

Ale z instrukcją if-else:

Jeśli wyrażenie zostanie ocenione jako prawdziwe, zrób coś; jeśli nie, zrób inną rzecz.

Wartość niekoniecznie jest związana z instrukcją if-else. Twoje założenie jest możliwe tylko przy optymalizacji.

Kolejny przykład pokazujący różnicę między nimi byłby następujący:

var array1=new[] { 1, 2, 3 };
var array2=new[] { 5, 6, 7 };

if(i>0)
    array1[1]=4;
else
    array2[2]=4;

powyższy kod się kompiluje, jednak zamień instrukcję if-else operatorem warunkowym po prostu nie skompiluje:

var array1=new[] { 1, 2, 3 };
var array2=new[] { 5, 6, 7 };
(i>0?array1[1]:array2[2])=4; // incorrect usage 

Operator warunkowy i instrukcje if-else są pojęciowe tak samo, gdy robisz to samo, może nawet szybciej z operatorem warunkowym w C , ponieważ C jest bliżej zestawu platformy.

W podanym przez ciebie oryginalnym kodzie operator warunkowy jest używany w pętli foreach, która zepsułaby rzeczy, aby zobaczyć różnicę między nimi. Więc proponuję następujący kod:

public static class TestClass {
    public static void TestConditionalOperator(int i) {
        long value=0;
        value+=i>0?2:3;
    }

    public static void TestIfElse(int i) {
        long value=0;

        if(i>0) {
            value+=2;
        }
        else {
            value+=3;
        }
    }

    public static void TestMethod() {
        TestConditionalOperator(0);
        TestIfElse(0);
    }
}

a poniżej znajdują się dwie wersje IL zoptymalizowanej i nie. Ponieważ są one długie, używam do wyświetlenia obrazu, prawa strona jest zoptymalizowana:

(Kliknij, aby zobaczyć obraz w pełnym rozmiarze).

W obu wersjach kodu IL operatora warunkowego wygląda na krótszą niż instrukcja if-else i nadal istnieją wątpliwości co do ostatecznie wygenerowanego kodu maszynowego. Poniżej przedstawiono instrukcje dotyczące obu metod, a pierwszy obraz jest niezoptymalizowany, a drugi jest zoptymalizowany:

• Niezoptymalizowane instrukcje: (Kliknij, aby zobaczyć obraz w pełnym rozmiarze).

• Zoptymalizowane instrukcje: (Kliknij, aby zobaczyć obraz w pełnym rozmiarze).

W tym ostatnim żółty blok jest kodem wykonywanym tylko wtedy i<=0, a niebieski blok jest kiedy i>0. W obu wersjach instrukcji instrukcja if-else jest krótsza.

Należy pamiętać, że dla różnych instrukcji [ CPI ] niekoniecznie jest taki sam. Logicznie, dla identycznej instrukcji, więcej instrukcji kosztuje dłuższy cykl. Jeśli jednak uwzględniony zostanie również czas pobierania instrukcji oraz pamięć podręczna / pamięć podręczna, rzeczywisty całkowity czas wykonania zależy od procesora. Procesor może również przewidywać gałęzie.

Współczesne procesory mają jeszcze więcej rdzeni, dzięki temu wszystko może być bardziej złożone. Jeśli jesteś użytkownikiem procesora Intel, możesz zajrzeć do [ Intel® 64 i IA-32 Architectures Optimization Reference Manual ].

Nie wiem, czy istniała CLR zaimplementowana sprzętowo, ale jeśli tak, prawdopodobnie przyspieszysz dzięki operatorowi warunkowemu, ponieważ IL jest oczywiście mniejsza.

_{Uwaga: Wszystkie kody maszynowe mają format x86.}

Zrobiłem to, co zrobił Jon Skeet, przejrzałem 1 iterację i 1000 iteracji i uzyskałem inny wynik niż OP i Jon. W moim przypadku trójskładnik jest tylko nieco szybszy. Poniżej znajduje się dokładny kod:

static void runIfElse(int[] array, int iterations)
    {
        long value = 0;
        Stopwatch ifElse = new Stopwatch();
        ifElse.Start();
        for (int c = 0; c < iterations; c++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
            }
        }
        ifElse.Stop();
        Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for If-Else: {0}", ifElse.Elapsed));
    }

    static void runTernary(int[] array, int iterations)
    {
        long value = 0;
        Stopwatch ternary = new Stopwatch();
        ternary.Start();
        for (int c = 0; c < iterations; c++)
        {
            foreach (int i in array)
            {
                value += i > 0 ? 2 : 3;
            }
        }
        ternary.Stop();


        Console.WriteLine(String.Format("Elapsed time for Ternary: {0}", ternary.Elapsed));
    }

    static void Main(string[] args)
    {
        Random r = new Random();
        int[] array = new int[20000000];
        for (int i = 0; i < array.Length; i++)
        {
            array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
        }
        Array.Sort(array);

        long value = 0;

        runIfElse(array, 1);
        runTernary(array, 1);
        runIfElse(array, 1000);
        runTernary(array, 1000);
        
        Console.ReadLine();
    }

Dane wyjściowe z mojego programu:

Upływający czas dla If-Else: 00: 00: 00.0140543

Czas, który upłynął dla trójskładnika: 00: 00: 00.0136723

Upłynął czas dla If-Else: 00: 00: 14.0167870

Czas, który upłynął dla trójskładnika: 00: 00: 13.9418520

Kolejny przebieg w milisekundach:

Upływający czas dla If-Else: 20

Czas, który upłynął dla trójki: 19

Upływający czas dla If-Else: 13854

Czas, który upłynął dla trójki: 13610

Działa w 64-bitowym systemie XP i działałem bez debugowania.

Edycja - działa w x86:

Za pomocą x86 jest duża różnica. Dokonano tego bez debugowania na tym samym 64-bitowym komputerze xp jak poprzednio, ale zbudowany dla procesorów x86. To bardziej przypomina OP.

Upływający czas dla If-Else: 18

Czas, który upłynął dla trójki: 35

Upływający czas dla If-Else: 20512

Czas, który upłynął dla trójki: 32673

Wygenerowany kod asemblera opowie historię:

a = (b > c) ? 1 : 0;

Generuje:

mov  edx, DWORD PTR a[rip]
mov  eax, DWORD PTR b[rip]
cmp  edx, eax
setg al

Natomiast:

if (a > b) printf("a");
else printf("b");

Generuje:

mov edx, DWORD PTR a[rip]
mov eax, DWORD PTR b[rip]
cmp edx, eax
jle .L4
    ;printf a
jmp .L5
.L4:
    ;printf b
.L5:

Tak więc trójskładnik może być krótszy i szybszy po prostu dzięki użyciu mniejszej liczby instrukcji i braku skoków, jeśli szukasz wartości prawda / fałsz. Jeśli użyjesz wartości innych niż 1 i 0, otrzymasz taki sam kod jak if / else, na przykład:

a = (b > c) ? 2 : 3;

Generuje:

mov edx, DWORD PTR b[rip]
mov eax, DWORD PTR c[rip]
cmp edx, eax
jle .L6
    mov eax, 2
jmp .L7
.L6:
    mov eax, 3
.L7:

Który jest taki sam jak if / else.

Uruchom bez debugowania ctrl + F5. Wygląda na to, że debugger znacznie spowalnia zarówno ifs, jak i trójskładnikowy, ale wydaje się, że znacznie bardziej spowalnia operatora trójskładnikowego.

Po uruchomieniu następującego kodu tutaj są moje wyniki. Myślę, że mała różnica milisekund jest spowodowana przez kompilator optymalizujący max = max i usuwający go, ale prawdopodobnie nie dokonuje takiej optymalizacji dla operatora trójskładnikowego. Gdyby ktoś mógł sprawdzić zespół i potwierdzić to byłoby niesamowite.

--Run #1--
Type   | Milliseconds
Ternary 706
If     704
%: .9972
--Run #2--
Type   | Milliseconds
Ternary 707
If     704
%: .9958
--Run #3--
Type   | Milliseconds
Ternary 706
If     704
%: .9972

Kod

  for (int t = 1; t != 10; t++)
        {
            var s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            var r = new Random(123456789);   //r
            int[] randomSet = new int[1000]; //a
            for (int i = 0; i < 1000; i++)   //n
                randomSet[i] = r.Next();     //dom
            long _ternary = 0; //store
            long _if = 0;      //time
            int max = 0; //result
            s.Start();
            for (int q = 0; q < 1000000; q++)
            {
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                    max = max > randomSet[i] ? max : randomSet[i];
            }
            s.Stop();
            _ternary = s.ElapsedMilliseconds;
            max = 0;
            s = new System.Diagnostics.Stopwatch();
            s.Start();
            for (int q = 0; q < 1000000; q++)
            {
                for (int i = 0; i < 1000; i++)
                    if (max > randomSet[i])
                        max = max; // I think the compiler may remove this but not for the ternary causing the speed difference.
                    else
                        max = randomSet[i];
            }

            s.Stop();
            _if = s.ElapsedMilliseconds;
            Console.WriteLine("--Run #" + t+"--");
            Console.WriteLine("Type   | Milliseconds\nTernary {0}\nIf     {1}\n%: {2}", _ternary, _if,((decimal)_if/(decimal)_ternary).ToString("#.####"));
        }

Patrząc na wygenerowaną IL, jest w niej 16 operacji mniej niż w instrukcji if / else (kopiowanie i wklejanie kodu @ JonSkeet). Nie oznacza to jednak, że proces ten powinien być szybszy!

Podsumowując różnice w IL, metoda if / else tłumaczy prawie tak samo, jak odczytuje kod C # (wykonując dodawanie w gałęzi), podczas gdy kod warunkowy ładuje 2 lub 3 na stos (w zależności od wartości) i następnie dodaje ją do wartości spoza warunku.

Inną różnicą jest zastosowana instrukcja rozgałęzienia. Metoda if / else używa polecenia brtrue (rozgałęzienie, jeśli prawda), aby przeskoczyć nad pierwszym warunkiem, oraz bezwarunkowego rozgałęzienia, aby przeskoczyć z pierwszej instrukcji if. Kod warunkowy używa bgt (gałąź, jeśli jest większa niż) zamiast brtrue, co może być wolniejszym porównaniem.

Ponadto (po przeczytaniu o prognozowaniu gałęzi) może istnieć kara wydajnościowa za mniejszą gałąź. Gałąź warunkowa ma tylko 1 instrukcję w gałęzi, ale if / else ma 7. To także wyjaśnia, dlaczego istnieje różnica między używaniem long i int, ponieważ zmiana na int zmniejsza liczbę instrukcji w gałęziach if / else o 1 (co zmniejsza wyprzedzenie odczytu)

W poniższym kodzie, jeśli / else wydaje się być około 1,4 razy szybszy niż operator trójskładnikowy. Odkryłem jednak, że wprowadzenie zmiennej tymczasowej skraca czas działania operatora trójskładnikowego około 1,4 razy:

If / Else: 98 ms

Trójskładnikowy: 141 ms

Trójskładnikowy z temp var: 100 ms

using System;
using System.Diagnostics;

namespace ConsoleApplicationTestIfElseVsTernaryOperator
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Random r = new Random(0);
            int[] array = new int[20000000];
            for (int i = 0; i < array.Length; i++)
            {
                array[i] = r.Next(int.MinValue, int.MaxValue);
            }
            Array.Sort(array);
            long value;
            Stopwatch stopwatch = new Stopwatch();

            value = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                if (i > 0)
                {
                    value += 2;
                }
                else
                {
                    value += 3;
                }
                // 98 ms
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("If/Else: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            value = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                value += (i > 0) ? 2 : 3; 
                // 141 ms
            }

            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("Ternary: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            value = 0;
            int tempVar = 0;
            stopwatch.Restart();
            foreach (int i in array)
            {
                tempVar = (i > 0) ? 2 : 3;
                value += tempVar; 
                // 100ms
            }
            stopwatch.Stop();
            Console.WriteLine("Ternary with temp var: " + stopwatch.ElapsedMilliseconds.ToString() + " ms");

            Console.ReadKey(true);
        }
    }
}

Zbyt wiele świetnych odpowiedzi, ale znalazłem coś interesującego, bardzo proste zmiany mają wpływ. Po wykonaniu poniższej zmiany, aby wykonać if-else i operator trójskładnikowy, zajmie to ten sam czas.

zamiast pisać poniżej linii

value +=  i > 0 ? 2 : 3;

Użyłem tego

int a =  i > 0 ? 2 : 3;
value += a;

Jedna z poniższych odpowiedzi wspomina również, że to zły sposób na napisanie operatora trójskładnikowego.

Mam nadzieję, że pomoże ci to napisać trójskładnikowego operatora, zamiast zastanawiać się, który z nich jest lepszy.

Zagnieżdżony operator trójskładnikowy: Znalazłem zagnieżdżony operator trójskładnikowy i wielu, jeśli w przeciwnym razie wykonanie bloku zajmie ten sam czas.