将浮点数数组封送到结构数组而不复制

本文关键字：数组 结构 复制 浮点数 | 更新日期: 2023-09-27 18:32:50

假设我有以下代码

public static class Main
{
    public struct Vec3
    {
        public float x, y, z;
    }
    public void Entry()
    {
        float[9] floats = new floats[9] { 1f, 2f, 3f, 4f, 5f, 6f, 7f, 8f, 9f };
        Vec3[3] vecs;
    }
}

我想将浮点数[]转换为Vec3[]。

有没有办法通过封送处理来做到这一点，这样所需的复制比迭代 float[] 并将每个浮点数复制到 Vec3[] 更快？假设 float[] 非常大。

将浮点数数组封送到结构数组而不复制

您可以使用

System.Runtime.InteropServices.Marshal类来执行此操作：

unsafe
{
    fixed (Vec3* vecsPointer = vecs)
    {
        Marshal.Copy(floats, 0, new IntPtr(vecsPointer), floats.Length);
    }
}

也就是说，我认为如果可能的话，通常最好避免unsafe，即使存在一些可衡量的性能差异。对我来说，选择上述副本而不是直接托管副本(在发布版本中可能非常快，尽管可能不如上述速度快(必须是一个相当显着的性能改进。

当然，您应该仔细衡量每种方法的整体影响，并确保在采用unsafe方法之前值得潜在的维护麻烦。


编辑：出于好奇，我继续做了一个简单的测试。我创建了一个大小为 1MB 的float[]并复制到Vec3[].我使用了上面的内容，并将其与一个简单的循环进行了比较，如下所示：

for (int k = 0, l = 0; k + 2 < floats.Length; k += 3, l++)
{
    vecs[l].x = floats[k];
    vecs[l].y = floats[k + 1];
    vecs[l].z = floats[k + 2];
}

在我的测试中，我每次试用每个副本执行 10,000 次，副本的总大小约为 10GB。

unsafe版本"仅"比安全版本快约(仅慢于(2倍。每10,000份试用大约需要1.5秒unsafe，安全需要3秒。2 倍的加速听起来不错，但当然，只有当你的程序不做其他事情时，你才能得到它。在现实世界的计划中，这可能转化为 5% 或更少的改进，具体取决于其他情况。

我看到的其他一些有趣的事情：

  • 使用 Marshal.Copy((，复制 2 的精确幂比其他东西要快得多。 例如，2^20 字节与其他字节。在这种情况下，它接近 3 倍的加速。
  • 与上述相关，Marshal.Copy(( 似乎对副本的确切大小更加敏感。使用安全代码可以获得更一致的性能，当然速度较慢。
  • 在足够小的缓冲区大小(似乎大约 100-200 字节(下，unsafe代码的设置开销会阻碍它，并且它与安全版本一样慢。
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