$"" パフォーマンス改善

[ufcpp]

配信URL: https://youtu.be/P7-kykSvCmk

41 残作業その1。

https://twitter.com/ufcpp/status/1425773277834711046 https://gist.github.com/ufcpp/233d33b0220215bb5bdf2a10e8a434bf https://ufcpp.net/blog/2021/8/net6p7/#interpolated-string https://github.com/dotnet/csharplang/blob/main/proposals/csharp-10.0/improved-interpolated-strings.md

たぶん、これ単品で1配信になる。

[ufcpp]

https://gist.github.com/ufcpp/233d33b0220215bb5bdf2a10e8a434bf#file-benchmark-cs

手元の結果:

Method	Mean	Error	StdDev	Gen 0	Allocated
OldStyle	935.3 us	2.75 us	2.58 us	229.4922	1,875 KB
Improved	565.5 us	1.77 us	1.57 us	46.8750	391 KB
InvariantCulture	562.9 us	1.48 us	1.24 us	46.8750	391 KB
InitialBuffer	416.1 us	0.90 us	0.84 us	47.3633	391 KB
InitialBufferInvariantCulture	418.3 us	0.98 us	0.87 us	47.3633	391 KB
InitialBufferSkipLocalsInitInvariantCulture	406.9 us	1.51 us	1.41 us	47.3633	391 KB
InitialSingleBufferInvariantCulture	404.2 us	1.48 us	1.32 us	47.3633	391 KB

古いの

| Method | Mean | Error | StdDev | Gen 0 | Allocated | |------------------------------ |---------:|--------:|--------:|---------:|----------:| | OldStyle | 960.5 us | 1.59 us | 1.33 us | 228.5156 | 1,875 KB | | Improved | 663.6 us | 1.63 us | 1.53 us | 46.8750 | 391 KB | | InvariantCulture | 608.4 us | 1.72 us | 1.61 us | 46.8750 | 391 KB | | InitialBuffer | 476.0 us | 0.69 us | 0.61 us | 47.3633 | 391 KB | | InitialBufferInvariantCulture | 474.0 us | 0.28 us | 0.26 us | 47.3633 | 391 KB |

[ufcpp-live]

// 多分リーク(ArrayPool への Return が掛からない)
var ss = $"{x} {m() ?? throw new Exception()}";

一応、現状の ArrayPool の実装上、 Return が掛からなくても、「毎度配列が new されて Pool の意味がない」以上のペナルティはないらしい。 new された配列の参照がなくなった時点で GC の対象にはなる。

[ufcpp-live]

var t = Task.Delay(1).ContinueWith(_ => 1);
string s = $"{x} / {await t} / {z}"; // これは string.Format になっちゃう。

var t = await Task.Delay(1).ContinueWith(_ => 1);
DefaultInterpolatedStringHandler s = $"{x} / {t} / {z}"; // これはそもそもコンパイルエラー。

var t = await Task.Delay(1).ContinueWith(_ => 1);
string s = $"{x} / {t} / {z}"; // これは大丈夫。AppendFormatted 出てる

[ufcpp-live]

// $"" はカルチャー依存
var x = 1234;
var y = 1.234;
var z = new DateOnly(2001, 2, 3);

Thread.CurrentThread.CurrentCulture = new CultureInfo("fr-fr");

// カルチャー依存を避けたければこれを使う。
var s = string.Create(
    CultureInfo.InvariantCulture,
    $"{x} / {y} / {z}");

Console.WriteLine(s);

[ufcpp-live]

//var s = string.Create(
//    CultureInfo.InvariantCulture,
//    $"{x} / {y} / {z}");
//
// ↓こう展開される

DefaultInterpolatedStringHandler h = new(6, 3, CultureInfo.InvariantCulture);
h.AppendFormatted(x);
h.AppendLiteral(" / ");
h.AppendFormatted(y);
h.AppendLiteral(" / ");
h.AppendFormatted(z);

// 展開、ここまで

var s = h.ToStringAndClear(); // string.Create の中はこれ1行。

Console.WriteLine(s);

[ufcpp-live]

//var s = string.Create(
//    CultureInfo.InvariantCulture,
//    stackalloc char[128],
//    $"{x} / {y} / {z}");
//
// ↓こう展開される

DefaultInterpolatedStringHandler h = new(
    6, 3,
    CultureInfo.InvariantCulture,
    stackalloc char[128]);

[ufcpp-live]

// ref がつかない struc なら間に await があっても平気
C.M($"{1} / {await Task.Delay(1).ContinueWith(_ => 2)} / {3}");

class C
{
    //public static void M(string _) => Console.WriteLine("string");
    public static void M(DummyHandler _) => Console.WriteLine("DummyHandler");
}

// これが $"" を受け取れる最低ラインのパターン。
[System.Runtime.CompilerServices.InterpolatedStringHandler]
public class DummyHandler

[ufcpp-live]

C.M("");

C.M($""); // string
C.M($"{""}"); // string

const string a = "aaa";
C.M($"{""} {a}"); // string

C.M($"{1}"); // DummyHandler

string b = "aaa";
C.M($"{b}"); // DummyHandler

int x = 1;
C.M($"{x}"); // DummyHandler

class C
{
    public static void M(string _) => Console.WriteLine("string");
    public static void M(DummyHandler _) => Console.WriteLine("DummyHandler");
}

[ufcpp-live]

using System.Runtime.CompilerServices;

var a = 1;

write<int>(new[] { "X", "Y", "Z" }, $"{1}{2}{a}");

// 素直にこうしろよという説はある。
//new Dictionary<string, object>
//{
//    ["X"] = 1,
//}

static void write<TValue>(
    string[] keys,
    [InterpolatedStringHandlerArgument("keys")]
    ParamsDictionaryHandler<TValue> handler)
{
    var dic = handler.Dictionary;
    foreach (var (key, value) in dic)
    {
        Console.WriteLine($"{key}: {value}");
    }
}

[InterpolatedStringHandler]
public struct ParamsDictionaryHandler<T>
{
    internal readonly Dictionary<string, T> Dictionary;
    private readonly string[] _keys;
    private int _i = 0;
    public ParamsDictionaryHandler(int _, int formattedCount, string[] keys)
    {
        _keys = keys;
        Dictionary = new(formattedCount);
    }

    public void AppendFormatted(T value)
    {
        Dictionary[_keys[_i]] = value;
        _i++;
    }
}

[ufcpp-live]

// M(string) をコメントアウトすると…
C.M(""); // ダメ。

// M(string) の有無で呼ばれる先が違う。
C.M($""); // OK。
C.M($"{"abc"}"); // OK。

class C
{
    //public static void M(string _) => Console.WriteLine("string");
    public static void M(DummyHandler _) => Console.WriteLine("DummyHandler");
}

[ufcpp-live]

C.M($""); // ダメ。
C.M($"{"abc"}"); // ダメ。

// キャスト挟めばOK。
C.M((DummyHandler)$""); // OK。
C.M((DummyHandler2)$"{"abc"}"); // OK。

// as とかはダメ。
C.M($"" as DummyHandler); // ダメ。
C.M((DummyHandler)""); // ダメ。

// IFormattable も同じようなもの。
var xx1 = (IFormattable)$""; // OK
var xx2 = $"" as IFormattable; // ダメ

class C
{
    // わざとオーバーロード解決できなくする。
    public static void M(DummyHandler _) => Console.WriteLine("DummyHandler");
    public static void M(DummyHandler2 _) => Console.WriteLine("DummyHandler2");
}

[ufcpp-live]

using System.Text;

var sb = new StringBuilder();
sb.Append($"{1}"); // AppendInterpolatedStringHandler が呼ばれる。

var tw = new TextWriter(); // TextWriter には同様のオーバーロードはなさげ…

[ufcpp-live]

// 完全なアロケーション０フォーマット。
Span<char> buffer = stackalloc char[128];
buffer.TryWrite($"{1}.{2}", out var charWritten);

[ufcpp-live]

true invariant culture string interpolation は多少作りたい… ヤーポン、華氏、MM/dd/yyyy な国が invariant 騙るのやめろ。

[ufcpp-live]

Console.WriteLine(DateTime.Parse("平成35/1/1"));
Console.WriteLine(DateTime.Parse("昭和100/1/1"));
Console.WriteLine(DateTime.Parse("昭和2000/1/1"));
Console.WriteLine(DateTime.Parse("9999/1/1"));

// さすがにダメっぽい。
//Console.WriteLine(DateTime.Parse("平成元年1月1日"));

// FormatException
//Console.WriteLine(DateTime.Parse("昭和-1/1/1"));

// 以下の2つは範囲外だけど FormatException
//Console.WriteLine(DateTime.Parse("昭和9999/1/1"));
//Console.WriteLine(DateTime.Parse("10000/1/1"));