技术学习-Swift子数组提取性能优化分析

关于map { $0 }这段代码，是swift特有的语法糖，可以通过swift的语言指导文档了解它的特性。事实上它就是一个普通的名字为map的函数，该函数接收一个回调函数作为参数，这个参数我们通过{ $0 }提供了，该回调函数会提供原数组（或者迭代器）的每一个元素作为参数，然后要求你返回一个值，你返回的值会作为map返回的数组的元素值。而$0正是代表着迭代的每个元素，因为我们要返回的正是该元素的类型，所以直接返回即可。又因为swift的语法机制规定当我们单独提供一个语句时，该语句可以作为返回值，所以又省去了return语法。最后就是你看到的{ $0 } 。如果你看到这里还是不太清楚，也不要紧，并不妨碍本文的主题。请保持好奇心继续前进。

我们考察前面两个方法时，很容易发现了他们都用了区间运算for,事实上区间运算好用归好用，但是性能理不理想是另外一回事情，我们这就测试下，如果在不适用区间运算，那么性能会如何？因为第二种方法肯定是需要区间运算的， 第一种方法用的是while循环，我们改成// 3. while循环，看看结果会怎么样？

let
= t1 Date ()=
testArray Array (:repeating0 ,count :) testCountvar
= i 0 while
< i [ testCount {
    testArray]i= + i
    i =1 }
let
= t2 Date ()print
(\("time===.t2timeIntervalSince()t1))"print
(\("index====[testArray1024]))"while

这个简单的0.4循环，让我们看下结果：

这个运行时间大概是while秒，比第二种方法快了接近4倍，比第一种方法快了接近14倍，从这里我们可以得出结，论，在swift性能敏感的领域，for比swift更可靠。

在应用开发上，设计导数据之间的拷贝，直接的内存拷贝在性能上总是拔群的，因为它省去了中间计算和转换的过程，直接一比一的把一块的内存数据赋值给另外一块内存。

这个道理在某些语言上不一定行的通，应为某些语言并不对外规定元数据在内存中的字节序列是如何存放的，如果这一层被屏蔽了，那么内存赋值就无从谈起。

幸运的[Int]提供了基础数据在内存中的映射关系，如对Int类型它的内存就是按照连续的低位到高位的Int存放的，而每个针对64位机编译的结果是64位，针对32位机编译的结果是32位都占据固定的字节数（swift）

既然知道了这个原理，我们需要把一个整形数组，（或者其中的一部分连续空间）的值赋值给另外一个数组，直接进行内存赋值就可以了。

由于memcy可以调用C的标准函数库，那么我们可以直接使用let这个内存拷贝函数来解决问题就可以了

= t1 Date ()=
testArray Array (:repeating0 ,count :) testCountmemcpy
(&,testArray& ,array* testCountMemoryLayout<Int.>)sizelet
= t2 Date ()print
(\("time===.t2timeIntervalSince()t1))"print
(\("index====[testArray1024]))"memcpy

这个代码更加简单名了，然而编码方面要求更加仔细。

首先目标数据的地址要求提供的前两个参数分别是源数据的指针和字节数 = 单个数组元素的字节数 * 数组元素个数，我们可以通过&运算符获取。最后一个参数要求提供复制的字节数。注意，destCount仅仅是数组的元素个数，并不是字节数！为了计算字节数，我们应该通过如下计算：testArray

所以第三个参数应该传递Int乘以0.04字节数。 所以运行结构如下：

运行时间内存拷贝方法确实是最快的方法，但是也是同时从编码的角度讲风险更大的方法，请注意在性能和编码清晰度之间进行取舍秒，比起第三种方法还要快， let

以下是综合了四种方案选择的示例代码：

= arrayCoount 20000000 //创建一个包含指定数量重复值的新集合，   repeating: 要重复的元素  ；count： 必须大于等与0
var
: array[Int]= Array (:repeating0 ,count :) arrayCoount;for

in i 0 ..<.arraycount[ {
    array]i= } i
for

in method [ "t1","t2","t3","t4"]//创建一个测试数组 {
    let
    = testCount 10000000 var
    : testArray[Int]= [ ]print
    
    (\("method========)method)"let
    = t1 Date ()if
    == method "t1" = {
        testArray Array (:repeating0 ,count :) testCountfor
        in i 0 ..<.testArraycount[ {
            testArray]i= } i
        }
    else if == method "t2" = {
        testArray [ array0..<]testCount.map(0{ $} )}
    else if == method "t3" = {
        testArray Array (:repeating0 ,count :) testCountvar
        = i 0 while
        < i [ testCount {
            testArray]i= + i
            i =1 }
        }
    else if == method "t4" = {
        testArray Array (:repeating0 ,count :) testCountmemcpy
        (&,testArray& ,array* testCountMemoryLayout<Int.>)size}
    let
    = t2 Date ()print
    (\("time===.t2timeIntervalSince()t1))"print
    (\("index====[testArray1024]))"}
1000万

现在可以一下子比较四种方法的差异， 打印结果如下：

到目前为止，我们已经比较了四种方法去除数组个数为swift时的性能差异，但是这真的就是标准答案吗？ 其实不尽然,因为swift编写的代码毕竟不是机器码，根据不同的编译器选择，他们编译生成的最终码也不相同，这里面自然会有很细微的差异，那么差异会多大了。

让我们来做一个实验，xcode编译器带有一个专门的优化速度的编译选项（当然了，代价是增加编译时间，毕竟世上没有白吃的午餐）

编译选项选择速度优化，可以在工程栏→Target→Swift Compiler - Code Generation→Optimization Level中可以通过点击 Optimize for Speed选择mac。
如果你不是在xcode环境下，没有用swiftc而是用swiftc -O 文件名.swift来编译程序呢？那更简单了，直接运行命令-O 即可。

打开这个优化选项之后，运行结果如下：

打开t4选项后，t1依然是最快速度的，但是几个方法的性能差距已经没那么明显了，而在本例中t2和swift的性能已经相当

可以看出，while编译器的速度优化表现非常杰出，优化后的memcpy循环性能表现已经直逼研究高性能的代码方案依旧不能忽视，首先性能优异的代码方案很多不依赖于编译器优化会始终保持出色的性能的速度。所以在如果项目是对性能要求很高的话，一定要打开编译速度优化。但是即便如此，其次在不同的需求环境下，我们可能会选择不同的编译选项，而非始终选择“速度优先”，array[begin..，这时候好的高性能代码设计可以在即使是非速度优先的编译选项下依然有良好的表现。

memcpy ( _:UnsafeMutableRawPointer __dst! ,_: UnsafeRawPointer __src! ,_: Int __n) -UnsafeMutableRawPointer !> whilefor

swift 循环比while循环更快
在for中，由于区间运算符的性能开销，for循环一般比-O循环要快不少。在大部分时候这是无关紧要的，但如果发现自己的产品有性能瓶颈，好好检查下是不是循环导致的吧。

注意打开编译器优化开关
为了优化起见，大部分时候编译选项打开开关一般而言总是最佳选择。这会让运行性能大大提升。