需要帮助进行搜索优化答案

【问题标题】：Need help for search optimization需要帮助进行搜索优化
【发布时间】：2013-12-26 17:31:09
【问题描述】：

我对编程相当陌生，我需要一些优化方面的帮助。基本上我的方法的一部分是：

for(int i = 0; i < Tiles.Length; i++)
{
    x = Tiles[i].WorldPosition.x;
    y = Tiles[i].WorldPosition.y;
    z = Tiles[i].WorldPosition.z;

    Tile topsearch = Array.Find(Tiles,
        search => search.WorldPosition == Tiles[i].WorldPosition +
            new Vector3Int(0,1,0));

    if(topsearch.isEmpty)
    {
        // DoMyThing
    }
}

所以我在当前 Tile 上方 1 个单位的位置搜索 Tile。我的问题是，对于整个方法，它需要 0.1 秒，这会导致一个小问题。如果没有 Array.Find，该方法是 0.01 秒。

我也尝试了一个 for 循环，但仍然不是很好的结果，因为我还需要 3 次检查底部，左侧和右侧..

有人可以帮助我并指出一种快速获得结果的方法吗？也许我应该使用线程之类的东西？

【问题讨论】：

如果“查找”是一项您经常执行的操作并且它需要快速，则构建某种辅助存储——通常是字典——从搜索键映射到项目.字典针对快速搜索进行了优化。
@EricLippert，你知道我在想同样的事情，但后来又猜到了，因为你使用内存只是为了查找一个值。但是，既然您已经说明了；至少我走的是正确的思想流派。
@MichaelPerrenoud：您几乎总是可以用内存换取速度。这取决于哪种资源便宜。在移动设备上，以较低的速度换取较少的内存使用通常更明智；在台式机和服务器设备上，尤其是 64 位设备上，以更多的内存使用换取更高的速度通常是一种胜利。当然，您付出的代价不仅仅是更多的内存使用；它使数据结构更加复杂，可能会引入错误。而且您正在减慢每次插入的速度，以使每次查找速度更快。
@EricLippert，所以除非你在移动设备上，否则你会像证明数据库中的新索引一样证明它是合理的。查找速度可以提高几个数量级，但如果是高事务环境，则可能毫无价值。
@MichaelPerrenoud：正确；指数做出同样的权衡。由于必须维护索引属性，所有插入变得稍慢，并且由于索引数据必须存储在某处，数据库大小增加，但查找变为 O(lg n) 或 O(1) 而不是 O(n)。跨度>

标签： c# optimization

【解决方案1】：

您可以创建一个 3 维数组，这样您就可以通过查看 Tiles[x, y + 1, z] 中的内容来查找特定位置的图块。

然后您可以在 2 个循环中遍历您的数据：一个用于构建 Tiles，另一个用于执行您在上面的代码中所做的检查，然后就是：

for(int i = 0; i < Tiles.Length; i++)
{
    Tile toFind = Tiles[Tile[i].x, Tile[i].y + 1, Tile[i].z];
    if (toFind != null) ...
}

您必须对数组进行标注，以便在 y 中有 1 行额外的行，这样Tiles[x, y + 1, z] 就不会导致索引超出范围异常。

【讨论】：

要走的路，除非x、y和z是天文数字而且网格很稀疏。
@Rotem，在这种情况下，您可以使用稀疏网格习语。
我想我会去尝试一下。谢谢。

【解决方案2】：

添加到Roy's solution，如果空间可能不连续，您可以在这里使用WorldPosition（x、y 和z 坐标）的哈希码。

我的意思是你可以用你自己的实现覆盖WorldPosition的GetHashCode：

public class WorldPosition
{
    public int X;
    public int Y;
    public int Z;

    public override int GetHashCode()
    {
        int result = X.GetHashCode();
        result = (result * 397) ^ Y.GetHashCode();
        result = (result * 397) ^ Z.GetHashCode();
        return result;
    }
}

请参阅Why is '397' used for ReSharper GetHashCode override? 了解说明。

然后您可以将您的图块放入Dictionary<WorldPosition, Tile>。

这将允许快速查找dict[new WorldPosition(x, y, z + 1)] 等。字典使用哈希码作为键，所以它会很快。

【讨论】：

397 的东西很吸引人。
这不是我通过 ReSharper 学到的唯一东西 :) 顺便说一句，请注意对于非常大的世界存在哈希冲突的风险，因此也应该考虑到这一点。跨度>
...2^32 小于 1625^3 - 换句话说，如果世界是 1625 x 1625 x 1625，则没有足够的 32 位整数来提供唯一的哈希值和概率哈希冲突达到 100%。但是，使用 64 位哈希看起来要好得多。

【解决方案3】：

首先，像@Roy 建议的那样，尝试将值存储在一个数组中，以便您可以使用 x、y、z 坐标访问它们，

您可以做的另一件事是将搜索更改为

Tile topsearch = Array.Find(Tiles,
        search => search.WorldPosition.x == Tiles[i].WorldPosition.x && 
        search.WorldPosition.y == (Tiles[i].WorldPosition.y + 1) &&
        search.WorldPosition.z == Tiles[i].WorldPosition.z)

这也可能更快，具体取决于您的 WorldPosition 有多少字段

【讨论】：