如何在 C# 中初始化整数数组 [重复]

Question

可能重复：
c# Leaner way of initializing int array

基本上我想知道是否有比下面显示的更有效的代码

    private static int[] GetDefaultSeriesArray(int size, int value)
    {
        int[] result = new int[size];
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            result[i] = value;
        }
        return result;
    }

其中大小可以从 10 到 150000 不等。对于小型数组不是问题，但应该有更好的方法来完成上述操作。 我正在使用 VS2010(.NET 4.0)

Answer 1

另一种提高性能的方法是使用一种非常基本的技术：循环展开。

我编写了一些代码来初始化一个包含 2000 万个项目的数组，重复执行 100 次并计算平均值。如果不展开循环，这大约需要 44 毫秒。循环展开为 10，该过程在 23 毫秒内完成。

 private void Looper()
        {
            int repeats = 100;
            float avg = 0;

            ArrayList times = new ArrayList();

            for (int i = 0; i < repeats; i++)
                times.Add(Time()); 

            Console.WriteLine(GetAverage(times)); //44

            times.Clear();

            for (int i = 0; i < repeats; i++)            
                times.Add(TimeUnrolled()); 

            Console.WriteLine(GetAverage(times)); //22

        }

 private float GetAverage(ArrayList times)
        {
            long total = 0;
            foreach (var item in times)
            {
                total += (long)item;
            }

            return total / times.Count;
        }

        private long Time()
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            int size = 20000000;
            int[] result = new int[size];
            sw.Start();


            for (int i = 0; i < size; i++)
            {
                result[i] = 5;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
            return sw.ElapsedMilliseconds;
        }

        private long TimeUnrolled()
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            int size = 20000000;
            int[] result = new int[size];
            sw.Start();


            for (int i = 0; i < size; i += 10)
            {
                result[i] = 5;
                result[i + 1] = 5;
                result[i + 2] = 5;
                result[i + 3] = 5;
                result[i + 4] = 5;
                result[i + 5] = 5;
                result[i + 6] = 5;
                result[i + 7] = 5;
                result[i + 8] = 5;
                result[i + 9] = 5;
            }
            sw.Stop();
            Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
            return sw.ElapsedMilliseconds;
        }

Answer 2

提高速度的一种方法是利用Array.Copy。它能够在较低级别上工作，在该级别上批量分配更大的内存部分。

通过批处理分配，您最终可以将数组从一个部分复制到其自身。

最重要的是，批次本身可以非常有效地并行化。

这是我的初始代码。在我的机器（只有两个内核）上，样本数组大小为 1000 万个项目，我得到了 15% 左右的加速。您需要调整批量大小（尽量保持页面大小的倍数以保持效率）以将其调整为您拥有的项目的大小。对于较小的数组，它最终将与您的代码几乎相同，因为它不会超过填充第一批，但在这些情况下也不会（明显）更糟。

private const int batchSize = 1048576;
private static int[] GetDefaultSeriesArray2(int size, int value)
{

    int[] result = new int[size];

    //fill the first batch normally
    int end = Math.Min(batchSize, size);
    for (int i = 0; i < end; i++)
    {
        result[i] = value;
    }

    int numBatches = size / batchSize;

    Parallel.For(1, numBatches, batch =>
    {
        Array.Copy(result, 0, result, batch * batchSize, batchSize);
    });

    //handle partial leftover batch
    for (int i = numBatches * batchSize; i < size; i++)
    {
        result[i] = value;
    }

    return result;
}

Answer 3

正如有人已经提到的，您可以像这样利用并行处理：

int[] result = new int[size];
Parallel.ForEach(result, x => x = value);
return result;

对不起，我没有时间对此进行性能测试（这台机器上没有安装 VS），但如果你能做到并分享结果，那就太好了。

编辑：根据评论，虽然我仍然认为它们在性能方面是相当的，但您可以尝试并行 for 循环：

Parallel.For(0, size, i => result[i] = value);

Answer 4

C#/CLR 没有内置方法来用非默认值初始化数组。

如果您衡量每个项目的操作，您的代码将尽可能高效。

如果您并行初始化大块数组，您可能会获得更快的初始化。由于多线程操作的成本很高，这种方法需要仔细调整。

通过分析您的需求并可能一起删除整个初始化，可以获得更好的结果。 IE。如果数组通常包含常量值，您可以实现某种 COW（写入时复制）方法，其中您的对象最初没有后备数组并且 simpy 返回常量值，在写入元素时它将创建（可能是部分）后备数组修改段。

更慢但更紧凑的代码（可能更容易阅读）是使用Enumerable.Repeat。请注意，ToArray 将导致为大型数组分配大量内存（也可能最终在 LOH 上分配）-High memory consumption with Enumerable.Range?。

 var result = Enumerable.Repeat(value, size).ToArray();

Answer 5

读取 Enumerable.Repeat 比循环的 ops 标准慢 20 倍，我发现唯一可能提高其速度的是

private static int[] GetDefaultSeriesArray(int size, int value)
{
    int[] result = new int[size];
    for (int i = 0; i < size; ++i)
    {
        result[i] = value;
    }
    return result;
}

注意 i++ 已更改为 ++i。 i++ 复制 i，增加 i，并返回原始值。 ++i 只返回递增的值

Answer 6

Enumerable.Repeat(value, size).ToArray();