在c#中,多维数组double[,]和数组的数组double[][]有什么区别?

如果有区别,每一种的最佳用途是什么?


当前回答

除了其他答案之外,请注意,多维数组被分配为堆上的一个大块对象。这有一些含义:

Some multidimensional arrays will get allocated on the Large Object Heap (LOH) where their equivalent jagged array counterparts would otherwise not have. The GC will need to find a single contiguous free block of memory to allocate a multidimensional array, whereas a jagged array might be able to fill in gaps caused by heap fragmentation... this isn't usually an issue in .NET because of compaction, but the LOH doesn't get compacted by default (you have to ask for it, and you have to ask every time you want it). You'll want to look into <gcAllowVeryLargeObjects> for multidimensional arrays way before the issue will ever come up if you only ever use jagged arrays.

其他回答

使用基于John Leidegren的测试,我使用。net 4.7.2对结果进行了基准测试,这是与我的目的相关的版本,我认为我可以分享。我最初是从dotnet核心GitHub存储库中的这条注释开始的。

随着数组大小的变化,性能似乎有很大变化,至少在我的设置中是这样,1个处理器xeon, 4physical 8logical。

W =初始化一个数组,并将int I * j放入其中。 Wr = do w,然后在另一个循环中设置int x为[i,j]

随着数组大小的增长,多维似乎表现得更好。

Size rw Method Mean Error StdDev Gen 0/1k Op Gen 1/1k Op Gen 2/1k Op Allocated Memory/Op
1800*500 w Jagged 2.445 ms 0.0959 ms 0.1405 ms 578.1250 281.2500 85.9375 3.46 MB
1800*500 w Multi 3.079 ms 0.2419 ms 0.3621 ms 269.5313 269.5313 269.5313 3.43 MB
2000*4000 w Jagged 50.29 ms 3.262 ms 4.882 ms 5937.5000 3375.0000 937.5000 30.62 MB
2000*4000 w Multi 26.34 ms 1.797 ms 2.690 ms 218.7500 218.7500 218.7500 30.52 MB
2000*4000 wr Jagged 55.30 ms 3.066 ms 4.589 ms 5937.5000 3375.0000 937.5000 30.62 MB
2000*4000 wr Multi 32.23 ms 2.798 ms 4.187 ms 285.7143 285.7143 285.7143 30.52 MB
1000*2000 wr Jagged 11.18 ms 0.5397 ms 0.8078 ms 1437.5000 578.1250 234.3750 7.69 MB
1000*2000 wr Multi 6.622 ms 0.3238 ms 0.4847 ms 210.9375 210.9375 210.9375 7.63 MB

更新:最后两个测试用双[,]代替int[,]。考虑到误差,这种差异显得很显著。对于int,锯齿与md的平均比率在1.53x和1.86x之间,对于双精度,它是1.88x和2.42x。

Size rw Method Mean Error StdDev Gen 0/1k Op Gen 1/1k Op Gen 2/1k Op Allocated Memory/Op
1000*2000 wr Jagged 26.83 ms 1.221 ms 1.790 ms 3062.5000 1531.2500 531.2500 15.31 MB
1000*2000 wr Multi 12.61 ms 1.018 ms 1.524 ms 156.2500 156.2500 156.2500 15.26 MB

数组的数组(锯齿数组)比多维数组更快,可以更有效地使用。多维数组有更好的语法。

如果你使用交错数组和多维数组写一些简单的代码,然后用IL反汇编器检查编译后的程序集,你会发现从交错数组(或一维数组)中存储和检索是简单的IL指令,而多维数组的相同操作是方法调用,总是比较慢。

考虑以下方法:

static void SetElementAt(int[][] array, int i, int j, int value)
{
    array[i][j] = value;
}

static void SetElementAt(int[,] array, int i, int j, int value)
{
    array[i, j] = value;
}

他们的IL将如下:

.method private hidebysig static void  SetElementAt(int32[][] 'array',
                                                    int32 i,
                                                    int32 j,
                                                    int32 'value') cil managed
{
  // Code size       7 (0x7)
  .maxstack  8
  IL_0000:  ldarg.0
  IL_0001:  ldarg.1
  IL_0002:  ldelem.ref
  IL_0003:  ldarg.2
  IL_0004:  ldarg.3
  IL_0005:  stelem.i4
  IL_0006:  ret
} // end of method Program::SetElementAt

.method private hidebysig static void  SetElementAt(int32[0...,0...] 'array',
                                                    int32 i,
                                                    int32 j,
                                                    int32 'value') cil managed
{
  // Code size       10 (0xa)
  .maxstack  8
  IL_0000:  ldarg.0
  IL_0001:  ldarg.1
  IL_0002:  ldarg.2
  IL_0003:  ldarg.3
  IL_0004:  call       instance void int32[0...,0...]::Set(int32,
                                                           int32,
                                                           int32)
  IL_0009:  ret
} // end of method Program::SetElementAt

当使用锯齿状数组时,可以轻松地执行行交换和行大小调整等操作。也许在某些情况下使用多维数组会更安全,但即使Microsoft FxCop也告诉我们,当您使用锯齿数组来分析您的项目时,应该使用锯齿数组而不是多维数组。

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

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

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。