Ошибка производительности: по сравнению с String.Format

Некоторое время назад пост Джона Скита привил в мою голову идею создания класса CompiledFormatter для использования в цикле вместо String.Format().

Идея состоит в том, что часть вызова String.Format() потраченная на разбор строки формата, является дополнительной; мы должны иметь возможность повысить производительность, переместив этот код за пределы цикла. Хитрость, конечно, в том, что новый код должен точно соответствовать поведению String.Format().

На этой неделе я наконец сделал это. Я использовал исходный код .Net, предоставленный Microsoft, чтобы напрямую адаптировать их синтаксический анализатор (оказывается, String.Format() самом деле обрабатывает эту работу как StringBuilder.AppendFormat()). Код, который я придумал, работает, так как мои результаты точны в пределах моих (по общему признанию ограниченных) тестовых данных.

К сожалению, у меня все еще есть одна проблема: производительность. В моих начальных тестах производительность моего кода близко совпадает с обычной String.Format(). Там нет никакого улучшения вообще; это даже последовательно на несколько миллисекунд медленнее. По крайней мере, он все еще в том же порядке (то есть: количество, которое медленнее, не увеличивается; оно остается в течение нескольких миллисекунд даже при росте набора тестов), но я надеялся на что-то лучшее.

Вполне возможно, что внутренние вызовы StringBuilder.Append() - это то, что на самом деле влияет на производительность, но я хотел бы посмотреть, могут ли умные люди помочь улучшить ситуацию.

Вот соответствующая часть:

private class FormatItem
{
    public int index; //index of item in the argument list. -1 means it a literal from the original format string
    public char[] value; //literal data from original format string
    public string format; //simple format to use with supplied argument (ie: {0:X} for Hex

    // for fixed-width format (examples below) 
    public int width;    // {0,7} means it should be at least 7 characters   
    public bool justify; // {0,-7} would use opposite alignment
}

//this data is all populated by the constructor
private List<FormatItem> parts = new List<FormatItem>(); 
private int baseSize = 0;
private string format;
private IFormatProvider formatProvider = null;
private ICustomFormatter customFormatter = null;

// the code in here very closely matches the code in the String.Format/StringBuilder.AppendFormat methods.  
// Could it be faster?
public String Format(params Object[] args)
{
    if (format == null || args == null)
        throw new ArgumentNullException((format == null) ? "format" : "args");

    var sb = new StringBuilder(baseSize);
    foreach (FormatItem fi in parts)
    {
        if (fi.index < 0)
            sb.Append(fi.value);
        else
        {
            //if (fi.index >= args.Length) throw new FormatException(Environment.GetResourceString("Format_IndexOutOfRange"));
            if (fi.index >= args.Length) throw new FormatException("Format_IndexOutOfRange");

            object arg = args[fi.index];
            string s = null;
            if (customFormatter != null)
            {
                s = customFormatter.Format(fi.format, arg, formatProvider);
            }

            if (s == null)
            {
                if (arg is IFormattable)
                {
                    s = ((IFormattable)arg).ToString(fi.format, formatProvider);
                }
                else if (arg != null)
                {
                    s = arg.ToString();
                }
            }

            if (s == null) s = String.Empty;
            int pad = fi.width - s.Length;
            if (!fi.justify && pad > 0) sb.Append(' ', pad);
            sb.Append(s);
            if (fi.justify && pad > 0) sb.Append(' ', pad);
        }
    }
    return sb.ToString();
}

//alternate implementation (for comparative testing)
// my own test call String.Format() separately: I don't use this.  But it useful to see
// how my format method fits.
public string OriginalFormat(params Object[] args)
{
    return String.Format(formatProvider, format, args);
}

Я опасаюсь предоставить исходный код для моего конструктора, потому что я не уверен в последствиях лицензирования из-за моей зависимости от оригинальной реализации .Net. Однако любой, кто хочет проверить это, может просто сделать соответствующие частные данные общедоступными и назначить значения, которые имитируют определенную строку формата.

Кроме того, я очень открыт для изменения класса FormatInfo и даже списка parts если у кого-то есть предложение, которое может улучшить время сборки. Поскольку моя главная задача - это последовательное время итерации от начала до конца, может быть, LinkedList будет лучше?

[Обновить]:

Хм... еще кое-что, что я могу попробовать, это настроить свои тесты. Мои тесты были довольно просты: составление имен в формате "{lastname}, {firstname}" и составление отформатированных телефонных номеров из кода города, префикса, номера и добавочных компонентов. Ни один из них не имеет большого количества буквальных сегментов в строке. Размышляя о том, как работал оригинальный синтаксический анализатор конечных автоматов, я думаю, что эти литеральные сегменты именно там, где мой код имеет наилучшие шансы на успех, потому что мне больше не нужно проверять каждый символ в строке.

Этот класс все еще полезен, даже если я не могу заставить его идти быстрее. Пока производительность не хуже базовой String.Format(), я по-прежнему создавал строго типизированный интерфейс, который позволяет программе собирать свою собственную "строку формата" во время выполнения. Все, что мне нужно сделать, это предоставить открытый доступ к списку деталей.

Ответы

StringFormatter f = StringFormatter.parse(
   "the quick brown {animal} jumped over the {attitude} dog"
);

String s = f.format(myMap);

// After calling obj.toString(), all space characters in the formatted
// object string are converted to underscores.
StringFormatter f = StringFormatter.parse(
   "blah blah blah {0:/\\s+/_/} blah blah blah"
);

StringFormatter f = StringFormatter.parse(
   "blah blah blah {0:?'NULL'|'NOT NULL'} blah blah blah"
);

// Wraps each elements in single-quote charts, separating
// adjacent elements with a comma.
StringFormatter f = StringFormatter.parse(
   "blah blah blah {0:@['$'][,]} blah blah blah"
);