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  • 【C#】 System.Span とパフォーマンスの話

    【C#】 System.Span とパフォーマンスの話

    みなさんはじめまして、会津ラボの阿部です。普段はバックエンドエンジニアをしています。 今回は C# の啓蒙活動を行おうと思います。 はじめに C# もとい .NET Framework(v1.0、2002年1月) は .NET(v1.0、2016年6月) に名前が変わりました。よりアグレッシブに機能追加するよう舵切りがなされ、特にパフォーマンスが改善されています。今回は .NET のパフォーマンス改善の目玉である System.Span<T> に関する四方山話です。 Note四方山話(よもやまばなし)種々雑多な話。 世間話。 雑談。 よもの話。 C# は生産性を重視した言語であり、パフォーマンス改善の優先度はそれほど高くありませんでした。しかし C# コンパイラが C++ から C# で書かれるようになりパフォーマンスが重視されるようになります。つまり C# におけるパフォーマンス改善の流れは C# 開発チームの内需だったわけです。その他、昨今のクラウドコンピューティングの隆盛によってパフォーマンスがよくないと開発言語として選ばれにくいという側面もあります(最近だと AOT も盛んです)。 Span<T> とは、要は配列 Span<T> は連続したメモリを表します。読み取り専用の ReadOnlySpan<T> もセットで存在します。配列の使いにくかった部分を改善した型です。 後述のとおり Span<T> はパフォーマンス改善に繋がります。しかしながら、リストやシーケンスを使う場面では System.Collections.Generic.IEnumerable<T> を使ったほうがクエリ、並列処理、イテレーターなど自由度が高く、共変性もあります。結論として、Span<T> を使うのはライブラリ作成者が主体になりそうです。一方でライブラリ利用者は、Span<T> を意識せずパフォーマンス改善の恩恵を受けられます。 文字列を例に考える Span<T> によるパフォーマンス改善の例として、文字列を見ていきましょう。 C# の文字列型(string)は不変な参照型です。詳細は省きますが、かなり特殊な型で内部的には読み取り専用の文字配列(char[])のようになっています。これは参照先で書き換えられることがないためコピーを渡す必要がないこと、コードを簡潔にできることが利点としてありますが、意図しないオブジェクトの生成が起こりやすい欠点もあります。 この問題は System.Text.StringBuilder を使うことで回避できます。…