我正在解析ildasm生成的.il文件，以构建用于进行转换的程序集、类、方法和存储过程的数据库。我遇到了下面的问题，打断了我的解析。

.method private hidebysig instance uint32[0...,0...] 
        GenerateWorkingKey(uint8[] key,
                           bool forEncryption) cil managed

Serge Lidin于2006年出版的《Expert . net 2.0 IL汇编器》一书，第8章，原始类型和签名，149-150页解释了这一点。

<type>[]被称为<type>的Vector，

<type>[<bounds> [<bounds>**]]被称为<type>的数组

**表示可重复，[]表示可选。

示例:Let <type> = int32。

1) int32[……]是一个具有未定义的下界和大小的二维数组

2) int32[2…5]是一个下界为2，大小为4的一维数组。

3) int32[0, 0…]是一个下界为0且大小未定义的二维数组。

Tom

前言:本评论旨在解决okutane提供的关于锯齿数组和多维数组之间性能差异的答案。

一种类型因为方法调用而比另一种类型慢的断言是不正确的。其中一种比另一种慢，因为它的边界检查算法更复杂。您可以通过查看编译后的程序集而不是IL轻松验证这一点。例如，在我的4.5安装中，访问存储在ecx指向的二维数组中的元素(通过edx中的指针)，索引存储在eax和edx中，如下所示:

sub eax,[ecx+10]
cmp eax,[ecx+08]
jae oops //jump to throw out of bounds exception
sub edx,[ecx+14]
cmp edx,[ecx+0C]
jae oops //jump to throw out of bounds exception
imul eax,[ecx+0C]
add eax,edx
lea edx,[ecx+eax*4+18]

Here, you can see that there's no overhead from method calls. The bounds checking is just very convoluted thanks to the possibility of non-zero indexes, which is a functionality not on offer with jagged arrays. If we remove the sub, cmp, and jmps for the non-zero cases, the code pretty much resolves to (x*y_max+y)*sizeof(ptr)+sizeof(array_header). This calculation is about as fast (one multiply could be replaced by a shift, since that's the whole reason we choose bytes to be sized as powers of two bits) as anything else for random access to an element.

Another complication is that there are plenty of cases where a modern compiler will optimize away the nested bounds-checking for element access while iterating over a single-dimension array. The result is code that basically just advances an index pointer over the contiguous memory of the array. Naive iteration over multi-dimensional arrays generally involves an extra layer of nested logic, so a compiler is less likely to optimize the operation. So, even though the bounds-checking overhead of accessing a single element amortizes out to constant runtime with respect to array dimensions and sizes, a simple test-case to measure the difference may take many times longer to execute.

多维数组是(n-1)维矩阵。

所以int[，] square = new int[2,2]是一个方阵2x2, int[，] cube = new int[3,3,3]是一个立方-方阵3x3。比例不是必需的。

交错数组只是数组的数组——每个单元格包含一个数组的数组。

所以MDA是成比例的，JD可能不是!每个单元格可以包含任意长度的数组!

我想从未来开始，我应该在这里补充一些。net 5的性能结果，因为从现在开始，它将成为每个人都使用的平台。

这些测试与约翰·雷德格伦(2009年)使用的测试相同。

我的结果。净5.0.1):

  Debug:
  (Jagged)
  5.616   4.719   4.778   5.524   4.559   4.508   5.913   6.107   5.839   5.270
  
  (Multi)
  6.336   7.477   6.124   5.817   6.516   7.098   5.272   6.091  25.034   6.023
  
  (Single)
  4.688   3.494   4.425   6.176   4.472   4.347   4.976   4.754   3.591   4.403


  Release(code optimizations on):
  (Jagged)
  2.614   2.108   3.541   3.065   2.172   2.936   1.681   1.724   2.622   1.708

  (Multi)
  3.371   4.690   4.502   4.153   3.651   3.637   3.580   3.854   3.841   3.802

  (Single)
  1.934   2.102   2.246   2.061   1.941   1.900   2.172   2.103   1.911   1.911

运行在一个6核3.7GHz AMD Ryzen 1600机器上。

看起来性能比率仍然大致相同。我想说，除非你真的很难优化，否则就使用多维数组，因为语法更容易使用。

多维数组创建了一个很好的线性内存布局，而锯齿数组意味着几个额外的间接层次。

在一个jagged数组中查找值jagged[3][6] var jagged = new int[10][5]的工作方式如下:查找索引为3的元素(这是一个数组)，并查找该数组中索引为6的元素(这是一个值)。对于本例中的每个维度，都需要进行额外的查找(这是一种开销很大的内存访问模式)。

多维数组在内存中线性排列，实际值通过将索引相乘得到。然而，给定数组var mult = new int[10,30]，该多维数组的Length属性将返回元素的总数，即10 * 30 = 300。

锯齿数组的Rank属性总是1，但多维数组可以有任何Rank。任何数组的GetLength方法都可以用于获取每个维度的长度。对于本例中的多维数组，multi . getlength(1)返回30。

索引多维数组更快。例如，给定这个例子中的多维数组mult[1,7] = 30 * 1 + 7 = 37，获取索引为37的元素。这是一种更好的内存访问模式，因为只涉及一个内存位置，即数组的基址。

多维数组因此分配一个连续的内存块，而锯齿状数组不一定是正方形的，例如jagged[1]。长度不一定等于锯齿状的[2]。长度，这对任何多维数组都成立。

性能

在性能方面，多维数组应该更快。快了很多，但由于一个非常糟糕的CLR实现，它们没有。

 23.084  16.634  15.215  15.489  14.407  13.691  14.695  14.398  14.551  14.252 
 25.782  27.484  25.711  20.844  19.607  20.349  25.861  26.214  19.677  20.171 
  5.050   5.085   6.412   5.225   5.100   5.751   6.650   5.222   6.770   5.305 

第一行是锯齿数组的计时，第二行是多维数组第三行，应该是这样的。该程序如下所示，仅供参考，这是测试运行mono。(窗口时间有很大的不同，主要是由于CLR实现的变化)。

在窗口上，锯齿数组的计时非常优越，与我自己对多维数组查找应该是什么样子的解释大致相同，请参阅“Single()”。不幸的是，windows的jit编译器真的很愚蠢，这使得这些性能讨论很困难，有太多的不一致。

这些是我在windows上得到的时间，这里也是一样，第一行是锯齿数组，第二行是多维的，第三行是我自己的多维实现，注意这在windows上比mono慢多了。

  8.438   2.004   8.439   4.362   4.936   4.533   4.751   4.776   4.635   5.864
  7.414  13.196  11.940  11.832  11.675  11.811  11.812  12.964  11.885  11.751
 11.355  10.788  10.527  10.541  10.745  10.723  10.651  10.930  10.639  10.595

源代码:

using System;
using System.Diagnostics;
static class ArrayPref
{
    const string Format = "{0,7:0.000} ";
    static void Main()
    {
        Jagged();
        Multi();
        Single();
    }

    static void Jagged()
    {
        const int dim = 100;
        for(var passes = 0; passes < 10; passes++)
        {
            var timer = new Stopwatch();
            timer.Start();
            var jagged = new int[dim][][];
            for(var i = 0; i < dim; i++)
            {
                jagged[i] = new int[dim][];
                for(var j = 0; j < dim; j++)
                {
                    jagged[i][j] = new int[dim];
                    for(var k = 0; k < dim; k++)
                    {
                        jagged[i][j][k] = i * j * k;
                    }
                }
            }
            timer.Stop();
            Console.Write(Format,
                (double)timer.ElapsedTicks/TimeSpan.TicksPerMillisecond);
        }
        Console.WriteLine();
    }

    static void Multi()
    {
        const int dim = 100;
        for(var passes = 0; passes < 10; passes++)
        {
            var timer = new Stopwatch();
            timer.Start();
            var multi = new int[dim,dim,dim];
            for(var i = 0; i < dim; i++)
            {
                for(var j = 0; j < dim; j++)
                {
                    for(var k = 0; k < dim; k++)
                    {
                        multi[i,j,k] = i * j * k;
                    }
                }
            }
            timer.Stop();
            Console.Write(Format,
                (double)timer.ElapsedTicks/TimeSpan.TicksPerMillisecond);
        }
        Console.WriteLine();
    }

    static void Single()
    {
        const int dim = 100;
        for(var passes = 0; passes < 10; passes++)
        {
            var timer = new Stopwatch();
            timer.Start();
            var single = new int[dim*dim*dim];
            for(var i = 0; i < dim; i++)
            {
                for(var j = 0; j < dim; j++)
                {
                    for(var k = 0; k < dim; k++)
                    {
                        single[i*dim*dim+j*dim+k] = i * j * k;
                    }
                }
            }
            timer.Stop();
            Console.Write(Format,
                (double)timer.ElapsedTicks/TimeSpan.TicksPerMillisecond);
        }
        Console.WriteLine();
    }
}

简单地说，多维数组类似于DBMS中的表。 Array of Array(锯齿状数组)允许每个元素保存另一个相同类型的可变长度数组。

因此，如果您确定数据结构看起来像一个表(固定的行/列)，您可以使用多维数组。锯齿数组是固定的元素&每个元素可以容纳一个可变长度的数组

例如Psuedocode:

int[,] data = new int[2,2];
data[0,0] = 1;
data[0,1] = 2;
data[1,0] = 3;
data[1,1] = 4;

我们可以把上面的表格看成一个2x2的表格:

1 | 2 3 | 4

int[][] jagged = new int[3][]; 
jagged[0] = new int[4] {  1,  2,  3,  4 }; 
jagged[1] = new int[2] { 11, 12 }; 
jagged[2] = new int[3] { 21, 22, 23 }; 

可以把上面的代码看成每一行都有可变的列数:

1 | 2 | 3 | 4 11 | 12 21 | | 22, 23