将 3 维数组转换为 2 维数组

Question

我有这个字节数组：

byte[,,] somedata = new byte[100,150,3];
~somedata is now populated by an external input.

我只想使用以下值：

byte[,] useThisDataOnly = new byte[100,150];

目前，我使用这个：

foreach (int x=0,x< 100; x++)
{
    foreach (int y=0,y< 150; y++)
    {
       useThisDataOnly [x,y] = somedata[x,y,0];
    }
}

有没有更快的方法来做到这一点？

另外，我将把这个 useThisDataOnly 扁平化（因为我听说它操作起来更快）。

有什么建议吗？

Answer 1

优化这一点的困难在于，您想要遗漏的字节位于最“快速移动”的索引中。

我的意思是：如果你像这样为每个数组元素分配连续的数字：

byte[,,] source = new byte[100, 150, 3];

for (int i = 0, n = 0; i < 100; ++i)
    for (int j = 0; j < 150; ++j)
        for (int k = 0; k < 3; ++k, ++n)
            source[i, j, k] = unchecked ((byte)n);

如果你以扁平化的顺序打印出内容，你会得到 0..255 重复。

然后你排除最终维度：

for (int i = 0; i < 100; ++i)
    for (int j = 0; j < 150; ++j)
        dest[i, j] = source[i, j, 0];

如果您以展平顺序打印结果，您将获得：

0, 3, 6, 9, 12, 15, ...

因此您可以看到，为了将输入转换为输出，您需要每三个字节获取一次，不幸的是，没有快速的方法可以做到这一点。

但是，如果您能够要求创建数组并首先省略索引：

byte[,,] source = new byte[3, 100, 150];

那么您将能够使用Buffer.BlockCopy()。

我想这不是一个选项 - 如果没有，手动编码循环可能是您在不使用不安全代码的情况下能够做到的最快的循环。

不安全的代码

以下是使用不安全代码和指针的方法。这甚至可能不会让它更快，所以在选择这样做之前，您需要 (a) 确保执行简单的方法真的太慢并且 (b) 使用 Stopwatch 对发布构建进行一些仔细的计时以确保确实值得使用不安全的代码。

还要注意使用不安全代码的缺点！不安全的代码需要提升权限，并可能导致您的程序因低级 C++ 风格的野指针错误而崩溃！

using System;
using System.Diagnostics;

namespace Demo
{
    internal static class Program
    {
        static void Main()
        {
            byte[,,] source = new byte[100, 150, 3];

            for (int i = 0, n = 0; i < 100; ++i)
                for (int j = 0; j < 150; ++j)
                    for (int k = 0; k < 3; ++k, ++n)
                        source[i, j, k] = unchecked ((byte)n);

            byte[,] dest1 = new byte[100, 150];
            byte[,] dest2 = new byte[100, 150];

            for (int i = 0; i < 100; ++i)
                for (int j = 0; j < 150; ++j)
                    dest1[i, j] = source[i, j, 0];

            unsafe
            {
                fixed (byte* sp = source)
                fixed (byte* dp = dest2)
                {
                    byte* q = dp;
                    byte* p = sp;

                    for (int i = 0; i < 100*150; ++i)
                    {
                        *q++ = *p;
                        p += 3;
                    }
                }
            }

            for (int i = 0; i < 100; ++i)
                for (int j = 0; j < 150; ++j)
                    Trace.Assert(dest1[i, j] == dest2[i, j], "Arrays should be identical");
        }
    }
}

我个人认为无论如何使用简单、安全的循环不会太慢，但现在至少你有一些代码可以尝试。