抽取缓冲区时提高 for 循环的性能

Question

我正在使用信号处理库从硬件设备收集 16384 个双精度值。我收到的 16384 个值是低通滤波器的输出。我想将样本降低 10 倍。换句话说，我想在每 10 分中保留 1 分。所以通常它的工作原理是这样的：

1. 当低通滤波器完成时，我从我的库中获得一个缓冲区。

2. 然后我收集其中的 10 个缓冲区。

3. 当所有 10 个缓冲区都收集到一个具有 10*16384 双倍的缓冲区中时，我会从缓冲区中循环收集每 10 个双倍。结果是一个缓冲区有 16384 个双精度数。这将用于其余的数据处理。

代码如下：

double[] rawData = new double[163840];
int bufferCount = 0;

private void genericReal2_ProcessData(object Sender, Mitov.SignalLab.ProcessRealNotifyArgs Args)
{
    var realbuffer = Args.InBuffer; //get the buffer of processed doubles

    var myData = realbuffer.ToArray(); //must be converted to an array since the data type is not quite an array of doubles.

    Array.Copy(myData, 0, rawData, bufferCount * 16384, 16384);

    bufferCount++;

    if (bufferCount == 10)
    {
        bufferCount = 0;

        int j = 0;

        for (int i = 0; i < 163840; i += 10) //this loop takes 20ms
        {
            realbuffer[j] = rawData[i];                   
            j++;
        }

        genericReal2.SendData(realbuffer); //send data off for further processing
    }
}

for 循环运行大约需要 20 毫秒，而其他所有循环大约需要 20 微秒。
那么，有没有什么方法可以在不使用 for 循环的情况下提高它的整体性能？

更新************************** 我已经确定循环中的所有处理时间都用于将 realbuffer 分配给 rawData。所以我将其更改如下：

    private void genericReal2_ProcessData(object Sender, Mitov.SignalLab.ProcessRealNotifyArgs Args)
    {
        double[] finalBuffer = new double[16384];

        var realbuffer = Args.InBuffer; //get the buffer of processed doubles

        var myData = realbuffer.ToArray(); //must be converted to an array since the data type is not quite an array of doubles.

        Array.Copy(myData, 0, rawData, bufferCount * 16384, 16384);

        bufferCount++;

        if (bufferCount == 10)
        {
            bufferCount = 0;

            int j = 0;

            for (int i = 0; i < 163840; i += 10)
            {
                finalBuffer[j] = rawData[i];
                j++;
            }

             var pointer= realbuffer.Read();
             //I can get a pointer to the realbuffer.
             //It stores 8 bytes for every double value
             how can I copy 16384 8 byte values from finalbuffer to realbuffer?


            genericReal2.SendData(realbuffer); //send data off for further processing
        }

Answer 1

解决了。我使用的库有一个函数，它会将 double[] 中的所有值分配给它的内部实际缓冲区

 realbuffer.Equals(finalBuffer);

这需要 50us... 感谢大家的帮助。

Answer 2

您实际上得到了所有东西，然后丢弃了不必要的东西。在第一步不复制的情况下删除那些怎么样。我的意思是，而不是使用 Array.Copy 只是复制所需的；

int j = bufferCount * 16384;
for (int i = 0; i < 16384; i += 10)
{
    realbuffer[j++] = rawData[i];
}

通过这样做，您将不需要在 if 语句中运行循环。

如果由于任何情况而无法更改代码的整体结构，则可以通过排序算法中使用的技术来提高循环性能。使用大小 163840 + 1 定义您的数组。为数组的最后一个位置分配一些值，例如 -1，它不会在接收到的数据内。并将循环更改如下，以减少循环执行中的比较次数；

for (int i = 0; i < rawData[i+=10 ] !=-1; ) 
{
    realbuffer[j] = rawData[i];
    j++;
}

希望对你有帮助。

Answer 3

您可以尝试将每个缓冲区放入字典并在 for each 中处理它们。理论上这应该更快，因为数组将被并行处理。 20ms 已经够快了，为什么需要这么快？

var buffers = new Dictionary<int, double[]>();

然后像这样处理：

var myData = realbuffer.ToArray();

buffers.Add(bufferCount, myData);

if (bufferCount == 10)
{
   Parallel.ForEach(buffers, (buffer) =>
   {
      //process buffer independently
   });
}