如何有效地将公共初始值分配给 C# 中的大型数组？

Question

如何有效地为大型数组分配一个共同的初始值？ 例如，如果我有一个 100 x 100 x 100 整数数组，其中所有初始值都应为零。

在 matlab 中我会简单地写：

array = zeros(100,100,100);

如何在 C# 中没有循环的情况下做到这一点？

Answer 1

只是为了争论（我个人认为这不是一种好的编程风格），但它可以在 C# 中用一行代码完成，技术上无需循环但使用 LINQ

int[,,] cube = new int[A, B, C];
Enumerable.Range(0, A*B*C).Select(i => cube[i/(B*C), i%(B*C)/C, i%C] = 1).Count();

这里的Count()只需要让序列被枚举，它的结果被忽略。 这是为了实现 MATLAB 的 one() 函数。 要实现 zeros()，可以使用以下方法：

Array.Clear(cube, 0, A*B*C);

Answer 2

public void SetAllValues(int[,,] data, int value) {
    for (int x = 0; x < data.GetLength(0); x++) {
        for (int y = 0; y < data.GetLength(1); y++) {
            for (int z = 0; z < data.GetLength(2); z++) {
                data[x, y, z] = value;
            }
        }
    }
}

Answer 3

您可以像这样使用Enumerable.Repeat：

int[] zeros1Dim = Enumerable.Repeat(0, 100).ToArray();
int[][] zeros2Dim = Enumerable.Repeat(zeros1Dim, 100).ToArray();
int[][][] array = Enumerable.Repeat(zeros2Dim, 100).ToArray();

Answer 4

我不知道在 C# 中初始化数组的惯用、非循环方式，根据此处的答案，其他人似乎也不知道。不安全的内存复制可能需要更少的代码行，尽管它确实混淆了您正在做的事情的含义：它强调机制（将此值移动到此内存地址）而不是语义（使整个多维数组等于相同的值。）

鉴于此，我的建议是咬紧牙关，使用循环，然后将其抽象为一个命名愉快的方法：

public static T[,,] FillArrayWithValue<T>(this T[,,] array, T value)
{
    // Loops go here
}

将其粘贴在某个静态实用程序类中，然后您的调用站点变为：

int[,,] myArray = new int[4, 5, 6];
myArray.FillArrayWithValue(value);

Answer 5

在 C 编程领域，通常使用诸如 memcpy 或 CopyMemory 之类的 OS 函数来有效地将内存从一个地方移动到另一个地方。这比使用循环要好得多，因为操作系统将使用专用硬件 (DMA) 来执行操作。

我不确定这对您的简单案例是否有用，但如果您愿意，可以从某些 DLL 导入这些函数。

[DllImport("kernel32.dll")]
static extern void CopyMemory(IntPtr destination, IntPtr source, uint length);

static void Main(string[] args)
{
    byte[] a = new byte[10]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
    byte[] b = new byte[10];

    IntPtr pa = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(a, 0);
    IntPtr pb = Marshal.UnsafeAddrOfPinnedArrayElement(b, 0);

    CopyMemory(pb, pa, 10);
}

CopyMemory 函数仅适用于连续的内存块，因此请注意如何调用它。

重要编辑：

如果您查看下面的注释，您会注意到上面显示的这段代码远非“可用”，因为它可能会在您不知道的情况下破坏您的应用程序内存。更好的方法是使用Buffer.BlockCopy method，正如codesparkle 所建议的那样，它可能在内部做同样的事情，但以安全的方式：

byte[] a = new byte[10]{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
byte[] b = new byte[10];
Buffer.BlockCopy(a, 0, b, 0, 10);