c# double 到字符数组或替代

Question

我有一个程序，它存储了一堆包含许多 double 类型成员的结构实例。我经常将这些转储到一个文件中，我正在使用字符串生成器，例如：

 StringBuilder builder = new StringBuilder(256);

 builder.AppendFormat("{0};{1};{2};", x.A.ToString(), x.B.ToString(), x.C.ToString()); 

其中 'x' 是我的类型的一个实例，而 A、B、C 是双精度类型 X 的成员。我在每一个上调用 ToString() 以避免装箱。但是，这些对 ToString 的调用仍会在我的应用程序上下文中分配大量内存，我想减少这种情况。我在想的是有一个字符数组，并将每个成员直接写入其中，然后从该字符数组创建一个字符串并将其转储到文件中。几个问题：

1) 我的想法听起来合理吗？有没有人知道已经实现了类似的东西？

2) 是否已经内置了一些东西可以将双精度转换为字符数组（我猜这会达到一些参数化的精度？）。理想情况下想要传入我的数组和一些索引并让它开始写入那里。

我尝试这样做的原因是在我的应用程序运行时减少内存中的大峰值，因为我运行许多实例并且经常发现自己受到内存的限制。

干杯 一个

Answer 1

文件必须是某种文本格式吗？

如果没有，到目前为止，最有效的方法是使用 BinaryWriter（和 BinaryReader 读取它们）。

更多信息请参见http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.io.binarywriter.aspx。

Answer 2

如果可以直接写入文本文件，则可以使用 steamwriter 编写强类型结构。我没有测试内存使用情况，但我认为它们应该是有效的

        using (var tw = new System.IO.StreamWriter("filename", true)) //(true to append to file)
        {
            tw.Write(x.A);
            tw.Write(';');
        }

如果需要字符串生成器，也可以使用以下方法调用强类型重载：

        builder.Append(x.A) //strongly typed as long as the field is a system type
            .Append(';')
            .Append(x.B)
            .Append(';'); 

当然，这两种方法在实现某种循环或委托时看起来会更好，但这与装箱逻辑无关。

EDIT 自定义双重写作张贴在其他答案：c# double to character array or alternative

Answer 3

您应该直接写入文件流以减少内存使用率。

using(var writer = new StreamWriter(...))
{
   writer.Write(x.A);
   writer.Write(";");
   writer.Write(x.B);
   writer.Write(";");
   writer.Write(x.C);
}

Answer 4

您确定是对Double.ToString 的多次调用导致您的内存问题吗？每个字符串都应该在下一代 0 收集时被收集，而 .NET 垃圾收集器在这方面非常有效。

如果您创建的字符串超过 85K，它们将在大对象堆上创建，这可能会增加您的应用程序所需的总内存，即使大字符串只是暂时存在（大对象堆碎片）。

您可以使用性能监视器来详细了解您的应用程序如何使用托管堆。您使用了 CLRProfiler，它是一个更高级的工具，所以您可能不会学到任何新东西。

StringBuilder 是在内存中构建字符串的正确类，但如果您只是在内存中构建字符串以便稍后将其写入文件，您应该使用StreamWriter 直接写入文件。

StringBuilder 将不得不扩展用于存储字符串的缓冲区，您可以通过提前设置 StringBuilder 的容量来避免这种额外开销（您已经在示例代码中这样做了）。

无论您调用何种重载将Double 格式化为StringBuilder，调用最终都会导致Double.ToString 被调用。 StringBuilder.AppendFormat 直接格式化到缓冲区而不分配额外的格式化字符串，因此在内存使用方面StringBuilder.AppendFormat 与StringBuilder.Append 一样好，并且两个重载都将分配格式化为Double 的字符串作为格式化过程的一部分.但是，StringBuilder.AppendFormat 将装箱 Double，因为它接受 params Object[] 数组。使用接受Double 的StringBuilder.Append 重载不会遇到此问题。

如果您确定知道Double.ToString 是您的内存问题的根源，我相信您最好的选择是编写自己的浮点格式化代码，该代码可以将浮点数直接写入StringBuilder。这项任务并不简单，但您可以从开源 C 库中获得灵感。

Answer 5

出于对如何进行的纯粹好奇，我忍不住尝试创建一个可以直接编写双打的场景。下面是结果。我没有对它或任何东西进行基准测试，但它在我运行的（有限）测试中确实按预期工作。

        double[] test = { 8.99999999, -4, 34.567, -234.2354, 2.34, 500.8 };
        using (var sw = new FileStream(@"c:\temp\test.txt", FileMode.Create))
        {
            using (var bw = new BinaryWriter(sw))
            {
                const byte semicol = 59, minus = 45, dec = 46, b0 = 48;

                Action<double> write = d =>
                {
                    if (d == 0)
                        bw.Write(b0);
                    else
                    {
                        if (d < 0)
                        {
                            bw.Write(minus);
                            d = -d;
                        }

                        double m = Math.Pow(10d, Math.Truncate(Math.Log10(d)));
                        while(true)
                        {
                            var r = ((decimal)(d / m) % 10); //decimal because of floating point errors
                            if (r == 0) break;
                            if (m == 0.1)
                                bw.Write(dec); //decimal point
                            bw.Write((byte)(48 + r));         
                            m /= 10d;
                        }
                    }

                    bw.Write(semicol);
                };

                foreach (var d in test)
                    write(d);
            }
        }