如何将 For 循环更改为 PLINQ 语法？

Question

我的代码有一个真正的问题，它非常慢并且毫无用处。我必须在下周提供我的结果，而按照这个代码，它需要超过 4 周的时间！ 由于此代码计算流体运动，我们处理超过 100 万个细胞。因此，我的主要 For 循环（顺序很重要）计算量很大，现在每个输出都需要 12 分钟。 想象一下，我需要至少 5000 个输出！

谁能帮我提高计算速度？ 或者 您能帮我理解如何将 For 循环更改为 PLINQ 语法吗？

我很沮丧

//implementation of time nt = 1,000,000
    For (int t=0; t<nt; t++)
    { 
// main calculations, 2 dimensional   
    for (int i = 0; i < nx; i++)
        {
            for (int j = 0; j < ny; j++)
            {
                if (!Cells[i, j, 0].IsVirtual)
                {
                    // calculate x velocity - nx = 1,000,000 & ny = 1,000,000
                    // calculate y velocity
                    // Data for each (i,j) affect (i+1,j+1)
            }
         }
     }
    }

Answer 1

为了能够使用 PLINQ，您需要将二维 for 循环更改为可以处理的元素序列（例如 IEnumerable<T>）。您可以使用以下代码将 x 和 y 值创建为序列：

var indices = Enumerable.Range(0, nx).SelectMany(
  _ => Enumerable.Range(0, ny),
 (x, y) => new { X = x, Y = y }
);

然后您可以使用Where 过滤索引序列：

indices.Where(index => !Cells[index.X, index.Y, 0].IsVirtual)

然后您可以使用Select 投影索引以创建结果：

var results = indices
  .Where(...)
  .Select(index => new { index.X, index.Y, Result = ... });

当您将代码转换为这种形式并确保它适用于小型数据集后，您可以使用 PLINQ 通过插入 AsParallel 并行运行 Select 中的计算：

var results = indices
  .Where(...)
  .AsParallel()
  .Select(index => new { index.X, index.Y, Result = ... })
  .ToList();

在您的问题中，您谈到了秩序的重要性。您可以使用AsOrdered 确保生成的结果与输入索引保持相同的顺序：

var results = indices
  .Where(...)
  .AsParallel()
  .AsOrdered()
  .Select(index => new { index.X, index.Y, Result = ... })
  .ToList();

但是，您的 for 循环的“主体”仍然以没有特定顺序的并行执行。只有在ToList 创建列表时才排序的最终结果。如果您提到的顺序的重要性意味着您在 for 循环的主体中使用了可变状态，那么您将无法使用 PLINQ。

这种使用 PLINQ 的方法并不是特别有效。如果您必须处理 1,000,000 个单元格，则此代码将分配 1,000,000 个对象来存储单元格的索引。但是，似乎是处理时间而不是内存分配和垃圾收集限制了您的计算。

如果您使用 Parallel.For 之类的东西来并行化您的计算，则可以避免分配的开销，但是您将使用 TPL 而不是 PLINQ。

Answer 2

使用下面的代码，您可以使用您的收藏而不是列表。如果您需要任何帮助，请告诉我：

List<string> lst = new List<string>();
foreach (var item in lst.AsParallel())
{
    foreach (var data in item)
    {

    }
}