引言

在NLua開發中，我們常面臨一個重要選擇：將C#函數注冊到Lua環境調用，還是直接在Lua中實現邏輯？ 直覺告訴我們，C#作為編譯型語言性能更高，但跨語言調用的開銷是否會影響整體性能？本文通過基準測試揭示真相。

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測試場景

實現安全索引訪問函數At，對比三種實現方式：

1. NativeLuaAt：純Lua實現
2. CSharpRegisterAt：C#實現并注冊到Lua
3. NativeCSharpAt：純C#直接調用

測試環境：

• .NET Framework 4.8.1
• Intel Core i7-1260P
• BenchmarkDotNet v0.15.0

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性能數據對比

方法	平均耗時	內存分配
NativeLuaAt	6,844 ns	288 B
CSharpRegisterAt	9,585 ns	552 B
NativeCSharpAt	106 ns	32 B

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結論

出乎意料，直接在Lua中實現邏輯會更快，這里原因可能是將C#函數注冊到Lua環境調用涉及到上下文切換等耗時動作。
相關代碼見NLuaBenchmarkDotNetTest

代碼

Lua代碼

--[[
僅用于userdata索引訪問函數，C#定義
參數：tbl  : 目標Lua表（數組形式）index: 索引值（支持正負索引）strict: [可選]嚴格模式，默認false，設為true時額外校驗元素連續性
返回值：對應索引位置的元素
異常：類型錯誤或索引越界時拋出錯誤
--]]
function At(tbl, index)-- 參數校驗階段 -- 檢查第一個參數是否為tableif type(tbl) ~= "userdata" thenerror("bad argument #1 (expected table, got "..type(tbl)..")", 2)end-- 檢查索引是否為整數if type(index) ~= "number" or math.floor(index) ~= index thenerror("index must be integer, got "..type(index), 2)end-- 長度計算策略 local len = tbl.Length-- 嚴格模式下驗證表連續性-- 索引轉換邏輯 local adjusted_index-- 處理正索引（userdata是 的0-based）if index >= 0 thenadjusted_index = index -- 處理負索引（從末尾倒數）elseadjusted_index = len + index end-- 邊界檢查與錯誤處理 -- 有效索引范圍：1 ≤ index ≤ lenif adjusted_index < 0 or adjusted_index >= len thenlocal direction = index >=0 and "positive" or "negative"error(string.format("Index %d (%s) out of range [%d, %d]", index, direction, -len, len-1), 2)end-- 最終元素獲取 return tbl[adjusted_index]
end

C#代碼

        /// <summary>/// 安全索引訪問器（支持Lua數組的0-based索引規則）/// </summary>/// <param name="collection">目標集合（支持IList接口的集合）</param>/// <param name="index">索引值（支持負索引倒查）</param>/// <param name="strict">嚴格模式校驗元素連續性</param>/// <returns>索引位置的元素</returns>/// <exception cref="ArgumentNullException">輸入集合為空</exception>/// <exception cref="ArgumentException">集合類型不合法或索引無效</exception>public static object At(IEnumerable collection, int index, bool strict = false){// 參數基礎校驗if (collection == null)throw new ArgumentNullException(nameof(collection), "輸入集合不能為null");// 類型安全轉換IList list = collection as IList;if (list == null)throw new ArgumentException("輸入集合必須實現IList接口", nameof(collection));// 獲取有效長度int count = list.Count;if (count == 0)throw new ArgumentException("集合中不包含有效元素", nameof(collection));// 索引轉換邏輯int adjustedIndex = index >= 0 ? index : count + index;// 邊界校驗if (adjustedIndex < 0 || adjustedIndex >= count){string msg = $"索引 {index} 超出有效范圍 [{-count}, {count - 1}]";throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(index), msg);}// 嚴格模式校驗if (strict){// 校驗是否存在null元素for (int i = 0; i < count; i++){if (list[i] == null){throw new ArgumentException($"嚴格模式檢測到空元素 @ 位置 {i}");}}}return ConvertToDouble(list[adjustedIndex]);}