如何将fixed与Array或T[]类型的变量一起使用
本文关键字：类型 变量 一起 fixed Array | 更新日期: 2023-09-27 17:58:52
我正在开发一个IEqualityComparer，它应该可以非常快速地比较基元类型的数组。我的计划是获得指向数组的指针并memcmp它们。像这样：
public unsafe override bool Equals(T[] x, T[] y)
{
if (ReferenceEquals(x, y)) return true;
if (x == null || y == null) return false;
if (x.Length != y.Length) return false;
var xArray = (Array)x;
var yArray = (Array)y;
fixed (void* xPtr = xArray) //compiler error 1
fixed (T* yPtr = y) //compiler error 2
{
return memcmp(xPtr, yPtr, x.Length * this.elementSize);
}
}
固定语句不允许我固定Array或T[]。
错误消息有：
1. Cannot implicitly convert type 'System.Array' to 'void*'
2. Cannot take the address of, get the size of, or declare a pointer to a managed type ('T')
现在，我其实并不在乎我是如何做到这一点的（我并不致力于这种确切的方法）。如果我知道T是基元/blitable类型，我如何才能memcmp和T[]？
我真的想避免打开类型，为每个有趣的类型创建一个专门的（和重复的）代码版本。由于性能限制，任何类型的反射解决方案都是不可行的（是的，我真的需要这里的性能——没有像Stack Overflow上那样过早的优化警告）。
![如何将fixed与Array或T[]类型的变量一起使用](/d/file/img/6/55975.jpg)
其中我知道T是一个基元/可闪电传输类型的
你知道，编译器不知道。CLR要求固定对象中的所有都不能再由垃圾收集器移动。对于数组，包括其数组元素。唯一符合条件的T是一种简单的值类型，即blitable。泛型并不能为您提供将T约束为可blitable类型的方法。
您通常会将memcmp（）的参数声明为byte[]。pinvokemarshaller已经做了正确的事情，并将在调用memcmp（）之前固定byte[]数组。然而，这也不起作用，因为您也无法轻松地将T[]转换为byte[]。你必须用GCHandle来固定自己。相应地将memcmp（）参数声明为IntPtr，而不是byte[]。
在实践中，可以工作的类型子集足够小，可以考虑简单地编写方法重载，而不是通用方法。这使得pinvokemarshaller能够处理钉扎，并相应地重载memcmp（）函数声明。
您可以为要比较的每种数组编写一个单独的p/Invoke前端。我知道你不是真的想专门研究t，但我认为开销不太大。
这有点像破解，因为我为同一个API函数定义了多个具有不同签名的p/Invoke方法，但通过这样做，我可以利用p/Invoke编组支持。
（请注意，只有当源数据确实是一个字节数组时，memcmp返回值的符号才有意义。如果你给它一个int数组，你应该只将返回值与零进行比较，而忽略它的符号。它所暗示的排序对int没有意义。）
例如，以下代码为我打印以下内容（RELEASE构建，而不是调试构建）：
MemCmp with ints took 00:00:08.0768666
ManagedMemCmp with ints took 00:00:10.3750453
MemCmp with bytes took 00:00:01.8740001
ManagedMemCmp with bytes took 00:00:09.2885763
请注意，byte[]测试使用的是字节，因此比较的字节数是int[]测试使用字节数的四分之一。托管代码进行相同数量的比较，因此速度相对较慢。
比较int数组的时间并没有太大的差异，但比较字节数组的时间有很大的差异。这向我表明，可能存在一种托管优化，它使用fixed从字节数组中获取指向int的指针，以便一次比较4个字节（对末尾可能不适合int的额外字节进行一些处理）。
我还认为您可以编写一个多线程托管版本（使用"int*"优化来比较字节数组），它将比非托管memcmp（）快得多，后者当然不是多线程的（据我所知）。
总之，这是我的测试代码。记住，RELEASE构建，而不是调试！
using System;
using System.Diagnostics;
using System.Runtime.InteropServices;
namespace Demo
{
public static class Program
{
private static void Main(string[] args)
{
int[] a1 = new int[1000000];
int[] a2 = new int[1000000];
for (int i = 0; i < a1.Length-1; ++i)
{
a1[i] = i;
a2[i] = i;
}
a1[a1.Length-1] = 1;
a2[a1.Length-1] = 2;
byte[] b1 = new byte[1000000];
byte[] b2 = new byte[1000000];
for (int i = 0; i < b1.Length-1; ++i)
{
b1[i] = (byte)i;
b2[i] = (byte)i;
}
b1[a1.Length-1] = 1;
b2[a1.Length-1] = 2;
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
testWithMemCmp(a1, a2);
sw.Stop();
Console.WriteLine("MemCmp with ints took " + sw.Elapsed);
sw.Restart();
testWithManagedMemCmp(a1, a2);
sw.Stop();
Console.WriteLine("ManagedMemCmp with ints took " + sw.Elapsed);
sw.Restart();
testWithMemCmp(b1, b2);
sw.Stop();
Console.WriteLine("MemCmp with bytes took " + sw.Elapsed);
sw.Restart();
testWithManagedMemCmp(b1, b2);
sw.Stop();
Console.WriteLine("ManagedMemCmp with bytes took " + sw.Elapsed);
}
private static void testWithMemCmp(int[] a1, int[] a2)
{
for (int j = 0; j < COUNT; ++j)
{
MemCmp(a1, a2);
}
}
private static void testWithMemCmp(byte[] a1, byte[] a2)
{
for (int j = 0; j < COUNT; ++j)
{
MemCmp(a1, a2);
}
}
private static void testWithManagedMemCmp(int[] a1, int[] a2)
{
for (int j = 0; j < COUNT; ++j)
{
ManagedMemCmp(a1, a2);
}
}
private static void testWithManagedMemCmp(byte[] a1, byte[] a2)
{
for (int j = 0; j < COUNT; ++j)
{
ManagedMemCmp(a1, a2);
}
}
public static bool ManagedMemCmp(int[] a1, int[] a2)
{
if (a1 == null || a2 == null || a1.Length != a2.Length)
{
throw new InvalidOperationException("Arrays are null or different lengths.");
}
for (int i = 0; i < a1.Length; ++i)
{
if (a1[i] != a2[i])
{
return false;
}
}
return true;
}
public static bool ManagedMemCmp(byte[] a1, byte[] a2)
{
if (a1 == null || a2 == null || a1.Length != a2.Length)
{
throw new InvalidOperationException("Arrays are null or different lengths.");
}
for (int i = 0; i < a1.Length; ++i)
{
if (a1[i] != a2[i])
{
return false;
}
}
return true;
}
public static bool MemCmp(byte[] a1, byte[] a2)
{
if (a1 == null || a2 == null || a1.Length != a2.Length)
{
throw new InvalidOperationException("Arrays are null or different lengths.");
}
return memcmp(a1, a2, new UIntPtr((uint)a1.Length)) == 0;
}
public static bool MemCmp(int[] a1, int[] a2)
{
if (a1 == null || a2 == null || a1.Length != a2.Length)
{
throw new InvalidOperationException("Arrays are null or different lengths.");
}
return memcmp(a1, a2, new UIntPtr((uint)(a1.Length * sizeof(int)))) == 0;
}
[DllImport("msvcrt.dll")]
private static extern int memcmp(byte[] a1, byte[] a2, UIntPtr count);
[DllImport("msvcrt.dll")]
private static extern int memcmp(int[] a1, int[] a2, UIntPtr count);
private const int COUNT = 10000;
}
}
我同意Daniel A.White的评论，他告诉您，由于封送到非托管代码等的开销，它可能不会带来性能提升，但会带来性能打击。
话虽如此，您应该能够使用GCHandle.Alloc:
public unsafe bool Equals(T[] x, T[] y)
{
if (ReferenceEquals(x, y)) return true;
if (x == null || y == null) return false;
if (x.Length != y.Length) return false;
GCHandle handleOfX = default(GCHandle);
GCHandle handleOfY = default(GCHandle);
handleOfX = GCHandle.Alloc(x, GCHandleType.Pinned);
handleOfY = GCHandle.Alloc(y, GCHandleType.Pinned);
try
{
return memcmp(handleOfX.AddrOfPinnedObject(),
handleOfY.AddrOfPinnedObject(),
x.Length * this.elementSize);
}
finally
{
if(handleOfX != default(GCHandle)) handleOfX.Free();
if(handleOfY != default(GCHandle)) handleOfY.Free();
}
}