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【C#】カンマ区切りの文字列から値を検索する速度比較（配列、List）

2023/01/26に公開
C#
正規表現
LINQ
tech
本検証の実施理由
  • Naninovel でノベルゲーム制作しております → https://ci-en.net/creator/2349/article/585093
  • キャラクター表示に LayeredCharacter を使っている
  • ある Character における『現在表示中のポーズ名』を抜き取りたい
  • Character の『現在表示中の情報』（ポーズが〇〇で、表情が ×× で……という情報）は IActor.Appearance から抜き取れた
  • 抜き取ったテキストは以下のような内容
    body+default-0,body-front-0,body-front-1,face/default-ai-1,face/default-ai-2,face/default-ai-3,face/default-ai-4,face/default+def-1,face/default-def-2,face/default-do-1,face/default-do-2,face/default-ki-1,face/default-ki-2,face/default-ki-3,face/default-ki-4,face/default-odo-1,face/default-odo-2,face/default-odo-3,face/default-raku-1,face/default-raku-2,face/default-tokusyu1-1,face/default-tokusyu1-2,face/default-tokusyu2-1,face/default-tokusyu2-2,face/default-tokusyu2-3,face/default-tokusyu2-4,face/default-tokusyu3-1,face/default-tokusyu3-2,face/front-do-1,face/front-do-2,face/front-raku-1,face/front-raku-2,face/front-tokusyu1-1,face/front-tokusyu1-2,face/front-tokusyu2-1,face/front-tokusyu2-2,face/front-tokusyu3-1,face/front-tokusyu3-2,face/front-tokusyu4-1,face/front-tokusyu4-3,face/front-tokusyu5-1,face/front-tokusyu5-2,face/front-tokusyu5-3,face/front-tokusyu5-4
  • この中から『現在表示中のポーズ名』を示すのは body+ で始まる値
  • つまり上記テキストから body+default-0 を抜き取りたい
    • 正規表現で抽出？
    • 配列化して Find/First/Where メソッドあたりで検索？
    • → 速度比較して見よう！

結果はこちら → 速度比較結果

前提

  • .NET 6.0.10
  • C# 10.0

検索処理の詳細

body+default-0,body-front-0,body-front-1,face/default-ai-1,face/default-ai-2,face/default-ai-3,face/default-ai-4,face/default+def-1,face/default-def-2,face/default-do-1,face/default-do-2,face/default-ki-1,face/default-ki-2,face/default-ki-3,face/default-ki-4,face/default-odo-1,face/default-odo-2,face/default-odo-3,face/default-raku-1,face/default-raku-2,face/default-tokusyu1-1,face/default-tokusyu1-2,face/default-tokusyu2-1,face/default-tokusyu2-2,face/default-tokusyu2-3,face/default-tokusyu2-4,face/default-tokusyu3-1,face/default-tokusyu3-2,face/front-do-1,face/front-do-2,face/front-raku-1,face/front-raku-2,face/front-tokusyu1-1,face/front-tokusyu1-2,face/front-tokusyu2-1,face/front-tokusyu2-2,face/front-tokusyu3-1,face/front-tokusyu3-2,face/front-tokusyu4-1,face/front-tokusyu4-3,face/front-tokusyu5-1,face/front-tokusyu5-2,face/front-tokusyu5-3,face/front-tokusyu5-4

このようなカンマ区切りのテキスト中から、 body+ という表記を含む値を抜き出す。

  • 条件
    • カンマ区切りの各値に重複はない
    • body+ の表記を含む値は１つだけ

→ 正解の値は body+default-0 。

比較対象

  1. 正規表現でマッチする値を抜き出す
  2. カンマ区切りで 配列 or List 作成 → foreach でループして検索
  3. 同上 → Find メソッドで検索
  4. 同上 → LINQ First メソッドで検索
  5. 同上 → LINQ Where メソッドで検索

比較テーブル

検証処理 処理にかかった時間（ミリ秒）
正規表現 後述
foreach/配列 後述
foreach/List 後述
Find/配列 後述
Find/List 後述
LINQ First/配列 後述
LINQ First/List 後述
LINQ Where/配列 後述
LINQ Where/List 後述

検証コード

コード全体は GitHub を御覧ください。

https://github.com/tigrig29/csharp-speed-comparison-of-array-list-regex

※下記は検証対象処理の具体的な処理部分のみを抜き出しております。

正規表現
var match = Regex.Match(targetText, "(body\\+.+?(\\d+,|\\d+$))");
var result =  match.Value.Replace(",", "");
foreach/配列
var array = targetText.Split(",");
string result = string.Empty;
foreach (var text in array)
{
    if (text.Contains("body+"))
    {
        result = text;
        break;
    }
}
foreach/List
var list = targetText.Split(",").ToList();
string result = string.Empty;
foreach (var text in list)
{
    if (text.Contains("body+"))
    {
        result = text;
        break;
    }
}
Find/配列
var array = targetText.Split(",");
var result = Array.Find(array, (text) => text.Contains("body+")) ?? string.Empty;
Find/List
var list = targetText.Split(",").ToList();
var result = list.Find((text) => text.Contains("body+")) ?? string.Empty;
LINQ First/配列
var array = targetText.Split(",");
var result = array.First((text) => text.Contains("body+"));
LINQ First/List
var list = targetText.Split(",").ToList();
var result = list.First((text) => text.Contains("body+"));
LINQ Where/配列
var array = targetText.Split(",");
var result = array.Where((text) => text.Contains("body+")).First();
LINQ Where/List
var list = targetText.Split(",").ToList();
var result = list.Where((text) => text.Contains("body+")).First();

速度比較結果

プログラム実行結果
$ dotnet run
===================================================
■ 正規表現
result: body+default-0
処理時間: 8.9825 ms
===================================================
■ foreach/配列
result: body+default-0
処理時間: 0.1151 ms
===================================================
■ foreach/List
result: body+default-0
処理時間: 0.2386 ms
===================================================
■ Find/配列
result: body+default-0
処理時間: 0.2551 ms
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 0.2026 ms
===================================================
■ LINQ First/配列
result: body+default-0
処理時間: 0.233 ms
===================================================
■ LINQ First/List
result: body+default-0
処理時間: 0.2466 ms
===================================================
■ LINQ Where/配列
result: body+default-0
処理時間: 0.5936 ms
===================================================
■ LINQ Where/List
result: body+default-0
処理時間: 0.2876 ms
検証処理 処理にかかった時間（ミリ秒）
正規表現 8.9825 ms
foreach/配列 0.1151 ms
foreach/List 0.2386 ms
Find/配列 0.2551 ms
Find/List 0.2026 ms
LINQ First/配列 0.233 ms
LINQ First/List 0.2466 ms
LINQ Where/配列 0.5936 ms
LINQ Where/List 0.2876 ms

結論

  • 正規表現 → 結構遅い
  • foreach → 速い
    • 配列が高速
    • List も十分速いが配列には劣る
  • Find メソッド → 十分速い
    • 配列も List も大体同じくらいの速度
    • ※少し List のほうが高速かも（何度か実行してみて List のほうが高速な結果の方が多かったため、テストデータによっては明確な差が生じるかも）
  • LINQ First メソッド → 十分速い
    • 配列も List も大体同じくらいの速度
    • ※少し List のほうが高速かも（ ↑ と同じ理由）
  • LINQ Where メソッド → ちょっと遅いかも
    • 特に配列が遅い

foreach（配列）が一番高速でした。
ただ他の処理よりコードが少し長くなってしまう（読みにくい）という欠点もあります。

→ コードの可読性も考慮するならば LINQ First メソッドが良いかな……と思いました。
（Where はちょっと遅いし、Find は戻り値の型が string? で null の可能性を考慮したコードを書くのが面倒 ⇒ First または FirstOrDefault が良さそう）

その他気づいたこと

  • LINQ メソッドは初回実行時とその後の実行時で速度が違う？
    • 例として、今回検証した Find/List の処理を 5 回行うと……
      $ dotnet run
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 1.3224 ms
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 0.0387 ms
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 0.0047 ms
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 0.0048 ms
===================================================
■ Find/List
result: body+default-0
処理時間: 0.0049 ms
    • 初回だけ極端に遅い（理由よくわかっていません 😭）

あとがき

最後までお読み下さりありがとうございます。

こういった検証は突き詰めると結構時間がかかりそうで、今回はさらっとテストデータ１件でやってしまいました。
少し正確性には欠きますが、参考になれば幸いです。

間違っている点や気になる点などございましたら、コメント頂けますと幸いです！

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