位数组 VS 布尔 []答案

【问题标题】：Bitarray VS bool[]位数组 VS 布尔 []
【发布时间】：2016-02-03 16:04:24
【问题描述】：

我希望在这里找到一个关于此的现有问题，但我没有。

当您可以将bool 值存储在bool[] 中时，使用Bitarray 有什么优势？

System.Collections.BitArray biArray = new System.Collections.BitArray(8);
biArray[4] = true;

bool[] boArray = new bool[8];
boArray[4] = true;

bool[] 对我来说似乎更方便一些，因为存在更多（扩展）方法来处理数组而不是 BitArray

【问题讨论】：

【解决方案1】：

存在内存/性能权衡。 BitArray 每个字节将存储 8 个条目，但访问单个条目需要一系列逻辑操作。 bool 数组会将每个条目存储为一个字节，因此占用更多内存，但需要更少的 CPU 周期来访问。

本质上，BitArray 是对 bool[] 的内存优化，但除非内存稀疏，否则使用它是没有意义的。

编辑：创建了一个简单的性能测试。在我的机器上使用 BitArray 反转 500M 元素需要 6 秒：

const int limit = 500000000;
var bitarray = new BitArray(limit);
for (var i = 0; i < limit; ++i)
{
    bitarray[i] = !bitarray[i];
}

使用 bool 数组的相同测试大约需要 1.5 秒：

const int limit = 500000000;
var boolarray = new bool[limit];
for (var i = 0; i < limit; ++i)
{
    boolarray[i] = !boolarray[i];
}

【讨论】：

你真的认为做一个掩码和比较比做另一个间接更便宜吗？如果使用bool[] 访问的数组部分当前不在 CPU 缓存中怎么办？
好点，乔恩。缓存未命中代价高昂，这意味着在访问彼此靠近的元素时 BitArray 会表现得更好。
这是与BitVector32 完全不同的测试，测试完全无法比拟的功能。带有BitArray 的那个同时在一个毫无意义的循环上浪费时间，当我将该循环修复为更现实的方法时，只需调用bitarray.Not() 我得到大约 0.05 秒，而 bool 数组为 0.8 秒（它没有.Not() 方法，所以仍然需要循环）。
是的，但是随机访问并不总是一个人在做的事情，所以说权衡只是内存与时间的权衡是不正确的。 BitArray 通常更快，因为它处理 .Not、.And 等的速度比布尔数组快得多。
（另外，真正的随机访问不同于顺序访问）。

【解决方案2】：

BitArray 是紧凑的，允许您执行按位运算。来自MSDN forum：

BitArray 对每个值使用一位，而 bool[] 使用一个字节对于每个值。您可以传递给 BitArray 构造函数布尔数组、字节数组或整数数组。你可以还传递一个整数值指定所需的长度和（可选）一个布尔参数，指定各个位是否是否应该设置。

【讨论】：