C# 在.NET中将整数的数字分隔成数组的最快方法？

我想把一个整数的数字，比如12345，分割成一个字节数组{1,2,3,4,5}，但我想用性能最有效的方法来实现这一点，因为我的程序执行了数百万次

---

有什么建议吗？谢谢。

'Will'vs'Does'？我非常喜欢在编写、分析代码并确定它是瓶颈之后对代码进行优化。

如何：

public static int[] ConvertToArrayOfDigits(int value)
{
    int size = DetermineDigitCount(value);
    int[] digits = new int[size];
    for (int index = size - 1; index >= 0; index--)
    {
        digits[index] = value % 10;
        value = value / 10;
    }
    return digits;
}

private static int DetermineDigitCount(int x)
{
    // This bit could be optimised with a binary search
    return x < 10 ? 1
         : x < 100 ? 2
         : x < 1000 ? 3
         : x < 10000 ? 4
         : x < 100000 ? 5
         : x < 1000000 ? 6
         : x < 10000000 ? 7
         : x < 100000000 ? 8
         : x < 1000000000 ? 9
         : 10;
}

请注意，目前这并不是为了线程安全。您可能需要添加一个内存屏障，以确保在单个结果中的写入可见之前，对已记录结果的写入不可见。我已经放弃了对这些事情进行推理，除非我必须这样做。我相信你可以努力使它锁定自由，但如果你真的需要，你真的应该找一个非常聪明的人来这样做

编辑：我刚刚意识到“大”案例可以利用“小”案例——将大的数字分成两个小的数字，然后使用记录的结果。我会在晚饭后试一试，然后写一个基准

编辑：好了，准备好大量的代码了吗？我意识到，至少对于均匀随机数，你会得到“大”数，而不是小数，所以你需要对此进行优化。当然，这可能不是真实数据的情况，但无论如何。。。这意味着我现在按相反的顺序做尺寸测试，希望先得到大的数字

我有一个原始代码的基准，简单的备忘录，然后是极度展开的代码

结果（单位：ms）：

代码：

使用系统；
使用系统诊断；
类数字分裂
{
静态void Main（）
{
测试（简单）；
试验（SimpleMemo）；
测试（展开的内存）；
}
const int迭代次数=10000000；
静态孔隙试验（Func候选）
{
随机rng=新随机（0）；
秒表sw=Stopwatch.StartNew（）；
对于（int i=0；i=0；index--）
{
数字[索引]=值%10；
数值=数值/10；
}
返回数字；
}
私有静态int DetermineDigitCount（int x）
{
//该位可以通过二进制搜索进行优化
返回x<10？1
：x<100？2
：x<1000？3
：x<10000？4
：x<100000？5
：x<1000000？6
：x<10000000？7
：x<100000000？8
：x<100000000？9
: 10;
}
#端区简单
#区域单纯形
私有静态只读int[][]memoizedResults=new int[10000][]；
公共静态int[]SimpleMemo（int值）
{
如果（值<10000）
{
int[]记忆化=记忆化结果[值]；
如果（已记忆==null）{
记忆=小（值）；
MemorizedResults[值]=已记录；
}
return（int[]）memonized.Clone（）；
}
//我们知道这个值>=10000
整数大小=值>=100000000？10
：值>=100000000？9
：值>=10000000？8
：值>=1000000？7
：值>=100000？6
: 5;
返回ConvertWithSize（值、大小）；
}
私有静态int[]convertsall（int值）
{
//我们知道该值小于10000
返回值>=1000？新[]{value/1000，（value/100）%10，
（值/10）%10，值%10}
：value>=100？新[]{value/100，（value/10）%10，
值%10}
：value>=10？新[]{value/10，值%10}
：newint[]{value}；
}
私有静态int[]ConvertWithSize（int值，int大小）
{
int[]位数=新的int[size]；
对于（int index=size-1；index>=0；index--）
{
数字[索引]=值%10；
数值=数值/10；
}
返回数字；
}
#端区
#区域展开内存
私有静态只读int[][]memoizedResults2=new int[10000][]；
私有静态只读int[][]memoizedResults3=新int[10000][]；
静态int[]展开的内存（int值）
{
如果（值<10000）
{
return（int[]）UnclonedConvertSmall（value）.Clone（）；
}
如果（值>=100000000）
{
int[]ret=新的int[10]；
int firstChunk=value/100000000；
ret[0]=firstChunk/10；
ret[1]=firstChunk%10；
值-=firstChunk*100000000；
int[]secondChunk=ConvertSize4（值/10000）；
int[]thirdChunk=ConvertSize4（值%10000）；
ret[2]=secondChunk[0]；
ret[3]=secondChunk[1]；
ret[4]=secondChunk[2]；
ret[5]=第二块[3]；
ret[6]=thirdChunk[0]；
ret[7]=第三只公犬[1]；
ret[8]=第三只公犬[2]；
ret[9]=第三只公犬[3]；
返回ret；
} 
否则如果（值>=100000000）
{
int[]ret=新int[9]；
int firstChunk=value/100000000；
ret[0]=firstChunk；
值-=firstChunk*100000000；
int[]secondChunk=ConvertSize4（值/10000）；
int[]thirdChunk=ConvertSize4（值%10000）；
ret[1]=secondChunk[0]；
ret[2]=secondChunk[1]；
ret[3]=secondChunk[2]；
ret[4]=secondChunk[3]；
private static readonly int[][] memoizedResults = new int[10000][];

public static int[] ConvertToArrayOfDigits(int value)
{
    if (value < 10000)
    {
        int[] memoized = memoizedResults[value];
        if (memoized == null) {
            memoized = ConvertSmall(value);
            memoizedResults[value] = memoized;
        }
        return (int[]) memoized.Clone();
    }
    // We know that value >= 10000
    int size = value < 100000 ? 5
         : value < 1000000 ? 6
         : value < 10000000 ? 7
         : value < 100000000 ? 8
         : value < 1000000000 ? 9
         : 10;

    return ConvertWithSize(value, size);
}

private static int[] ConvertSmall(int value)
{
    // We know that value < 10000
    int size = value < 10 ? 1
             : value < 100 ? 2
             : value < 1000 ? 3 : 4;
    return ConvertWithSize(value, size);
}

private static int[] ConvertWithSize(int value, int size)
{
    int[] digits = new int[size];
    for (int index = size - 1; index >= 0; index--)
    {
        digits[index] = value % 10;
        value = value / 10;
    }
    return digits;
}

Simple: 3168
SimpleMemo: 3061
UnrolledMemo: 1204

using System;
using System.Diagnostics;

class DigitSplitting
{
    static void Main()        
    {
        Test(Simple);
        Test(SimpleMemo);
        Test(UnrolledMemo);
    }

    const int Iterations = 10000000;

    static void Test(Func<int, int[]> candidate)
    {
        Random rng = new Random(0);
        Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
        for (int i = 0; i < Iterations; i++)
        {
            candidate(rng.Next());
        }
        sw.Stop();
        Console.WriteLine("{0}: {1}",
            candidate.Method.Name, (int) sw.ElapsedMilliseconds);            
    }

    #region Simple
    static int[] Simple(int value)
    {
        int size = DetermineDigitCount(value);
        int[] digits = new int[size];
        for (int index = size - 1; index >= 0; index--)
        {
            digits[index] = value % 10;
            value = value / 10;
        }
        return digits;
    }

    private static int DetermineDigitCount(int x)
    {
        // This bit could be optimised with a binary search
        return x < 10 ? 1
             : x < 100 ? 2
             : x < 1000 ? 3
             : x < 10000 ? 4
             : x < 100000 ? 5
             : x < 1000000 ? 6
             : x < 10000000 ? 7
             : x < 100000000 ? 8
             : x < 1000000000 ? 9
             : 10;
    }
    #endregion Simple    

    #region SimpleMemo
    private static readonly int[][] memoizedResults = new int[10000][];

    public static int[] SimpleMemo(int value)
    {
        if (value < 10000)
        {
            int[] memoized = memoizedResults[value];
            if (memoized == null) {
                memoized = ConvertSmall(value);
                memoizedResults[value] = memoized;
            }
            return (int[]) memoized.Clone();
        }
        // We know that value >= 10000
        int size = value >= 1000000000 ? 10
                 : value >= 100000000 ? 9
                 : value >= 10000000 ? 8
                 : value >= 1000000 ? 7
                 : value >= 100000 ? 6
                 : 5;

        return ConvertWithSize(value, size);
    }

    private static int[] ConvertSmall(int value)
    {
        // We know that value < 10000
        return value >= 1000 ? new[] { value / 1000, (value / 100) % 10,
                                           (value / 10) % 10, value % 10 }
              : value >= 100 ? new[] { value / 100, (value / 10) % 10, 
                                         value % 10 }
              : value >= 10 ? new[] { value / 10, value % 10 }
              : new int[] { value };
    }

    private static int[] ConvertWithSize(int value, int size)
    {
        int[] digits = new int[size];
        for (int index = size - 1; index >= 0; index--)
        {
            digits[index] = value % 10;
            value = value / 10;
        }
        return digits;
    }
    #endregion

    #region UnrolledMemo
    private static readonly int[][] memoizedResults2 = new int[10000][];
    private static readonly int[][] memoizedResults3 = new int[10000][];
    static int[] UnrolledMemo(int value)
    {
        if (value < 10000)
        {
            return (int[]) UnclonedConvertSmall(value).Clone();
        }
        if (value >= 1000000000)
        {
            int[] ret = new int[10];
            int firstChunk = value / 100000000;
            ret[0] = firstChunk / 10;
            ret[1] = firstChunk % 10;
            value -= firstChunk * 100000000;
            int[] secondChunk = ConvertSize4(value / 10000);
            int[] thirdChunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[2] = secondChunk[0];
            ret[3] = secondChunk[1];
            ret[4] = secondChunk[2];
            ret[5] = secondChunk[3];
            ret[6] = thirdChunk[0];
            ret[7] = thirdChunk[1];
            ret[8] = thirdChunk[2];
            ret[9] = thirdChunk[3];
            return ret;
        } 
        else if (value >= 100000000)
        {
            int[] ret = new int[9];
            int firstChunk = value / 100000000;
            ret[0] = firstChunk;
            value -= firstChunk * 100000000;
            int[] secondChunk = ConvertSize4(value / 10000);
            int[] thirdChunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[1] = secondChunk[0];
            ret[2] = secondChunk[1];
            ret[3] = secondChunk[2];
            ret[4] = secondChunk[3];
            ret[5] = thirdChunk[0];
            ret[6] = thirdChunk[1];
            ret[7] = thirdChunk[2];
            ret[8] = thirdChunk[3];
            return ret;
        }
        else if (value >= 10000000)
        {
            int[] ret = new int[8];
            int[] firstChunk = ConvertSize4(value / 10000);
            int[] secondChunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[0] = firstChunk[0];
            ret[1] = firstChunk[0];
            ret[2] = firstChunk[0];
            ret[3] = firstChunk[0];
            ret[4] = secondChunk[0];
            ret[5] = secondChunk[1];
            ret[6] = secondChunk[2];
            ret[7] = secondChunk[3];
            return ret;
        }
        else if (value >= 1000000)
        {
            int[] ret = new int[7];
            int[] firstChunk = ConvertSize4(value / 10000);
            int[] secondChunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[0] = firstChunk[1];
            ret[1] = firstChunk[2];
            ret[2] = firstChunk[3];
            ret[3] = secondChunk[0];
            ret[4] = secondChunk[1];
            ret[5] = secondChunk[2];
            ret[6] = secondChunk[3];
            return ret;
        }
        else if (value >= 100000)
        {
            int[] ret = new int[6];
            int[] firstChunk = ConvertSize4(value / 10000);
            int[] secondChunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[0] = firstChunk[2];
            ret[1] = firstChunk[3];
            ret[2] = secondChunk[0];
            ret[3] = secondChunk[1];
            ret[4] = secondChunk[2];
            ret[5] = secondChunk[3];
            return ret;
        }
        else
        {
            int[] ret = new int[5];
            int[] chunk = ConvertSize4(value % 10000);
            ret[0] = value / 10000;
            ret[1] = chunk[0];
            ret[2] = chunk[1];
            ret[3] = chunk[2];
            ret[4] = chunk[3];
            return ret;
        }
    }

    private static int[] UnclonedConvertSmall(int value)
    {
        int[] ret = memoizedResults2[value];
        if (ret == null)
        {
            ret = value >= 1000 ? new[] { value / 1000, (value / 100) % 10,
                                           (value / 10) % 10, value % 10 }
              : value >= 100 ? new[] { value / 100, (value / 10) % 10, 
                                         value % 10 }
              : value >= 10 ? new[] { value / 10, value % 10 }
              : new int[] { value };
            memoizedResults2[value] = ret;
        }
        return ret;
    }

    private static int[] ConvertSize4(int value)
    {
        int[] ret = memoizedResults3[value];
        if (ret == null)
        {
            ret = new[] { value / 1000, (value / 100) % 10,
                         (value / 10) % 10, value % 10 };
            memoizedResults3[value] = ret;
        }
        return ret;
    }
    #endregion UnrolledMemo
}

// input: int num >= 0
List<byte> digits = new List<byte>();
while (num > 0)
{
   byte digit = (byte) (num % 10);
   digits.Insert(0, digit);  // Insert to preserve order
   num = num / 10;
}

// if you really want it as an array
byte[] bytedata = digits.ToArray();

    void Test()
    { 
        // Note: 10 is the maximum number of digits.
        int[] xs = new int[10];
        System.Random r = new System.Random();
        for (int i=0; i < 10000000; ++i)
            Convert(xs, r.Next(int.MaxValue));
    }

    // Notice, I don't allocate and return an array each time.
    public void Convert(int[] digits, int val)
    {
        for (int i = 0; i < 10; ++i)
        {
            digits[10 - i - 1] = val % 10;
            val /= 10;
        }
    }

static void Convert(int[] digits, int val)
{
  digits[9] = val % 10; val /= 10;
  digits[8] = val % 10; val /= 10;
  digits[7] = val % 10; val /= 10;
  digits[6] = val % 10; val /= 10;
  digits[5] = val % 10; val /= 10;
  digits[4] = val % 10; val /= 10;
  digits[3] = val % 10; val /= 10;
  digits[2] = val % 10; val /= 10;
  digits[1] = val % 10; val /= 10;
  digits[0] = val % 10; val /= 10;     
} 

public static byte[] Digits(int num)
{
    int nDigits = 1 + Convert.ToInt32(Math.Floor(Math.Log10(num)));
    byte[] digits = new byte[nDigits];
    int index = nDigits - 1;
    while (num > 0) {
        byte digit = (byte) (num % 10);
        digits[index] = digit;
        num = num / 10;
        index = index - 1;
    }
    return digits;
}

public static byte[] Digits(int num)
{
    int nDigits = 1 + Convert.ToInt32(Math.Floor(Math.Log10(num)));
    byte[] digits = new byte[nDigits];

    for(int i = nDigits - 1; i != 0; i--)
    {
        digits[i] = (byte)(num % 10);
        num = num / 10;
    }
    return digits;
} 

int num = 147483647;
int nDigits = 1 + Convert.ToInt32(Math.Floor(Math.Log10(num)));
byte[] array = new byte[10] {
            (byte)(num / 1000000000 % 10),
            (byte)(num / 100000000 % 10),
            (byte)(num / 10000000 % 10),
            (byte)(num / 1000000 % 10),
            (byte)(num / 100000 % 10),
            (byte)(num / 10000 % 10),
            (byte)(num / 1000 % 10),
            (byte)(num / 100 % 10),
            (byte)(num / 10 % 10),
            (byte)(num % 10)};
byte[] digits;// = new byte[nDigits];
digits = array.Skip(array.Length-nDigits).ToArray();

    static int[] ConvertToArrayOfDigits_unrolled(int num)
    {
        if (num < 10)
        {
            return new int[1] 
            {
                (num % 10) 
            };
        }
        else if (num < 100)
        {
            return new int[2] 
            {
                (num / 10 % 10),
                (num % 10)
            };
        }
        else if (num < 1000)
        {
            return new int[3] {
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 10000)
        {
            return new int[4] {
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 100000)
        {
            return new int[5] {
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 1000000)
        {
            return new int[6] {
            (num / 100000 % 10),
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 10000000)
        {
            return new int[7] {
            (num / 1000000 % 10),
            (num / 100000 % 10),
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 100000000)
        {
            return new int[8] {
            (num / 10000000 % 10),
            (num / 1000000 % 10),
            (num / 100000 % 10),
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else if (num < 1000000000)
        {
            return new int[9] {
            (num / 100000000 % 10),
            (num / 10000000 % 10),
            (num / 1000000 % 10),
            (num / 100000 % 10),
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
        else
        {
            return new int[10] {
            (num / 1000000000 % 10),
            (num / 100000000 % 10),
            (num / 10000000 % 10),
            (num / 1000000 % 10),
            (num / 100000 % 10),
            (num / 10000 % 10),
            (num / 1000 % 10),
            (num / 100 % 10),
            (num / 10 % 10),
            (num % 10)};
        }
    }

    public static void ConvertToArrayOfDigits2(int value, int[] digits)
    {
        double v = value;
        double vby10 = v * .1;

        for (int index = digits.Length - 1; index >= 0; index--)
        {
            int ivby10 = (int)vby10;
            digits[index] = (int)(v)- ivby10* 10;
            v = ivby10;
            vby10 = ivby10 * .1;
        }       
    }

    public static void ConvertToArrayOfDigits(int value, int[] digits){

        for (int index = digits.Length - 1; index >= 0; index--)    { 
            digits[index] = value % 10;    
            value = value / 10;  
        }   
    }

        public static void ConvertToArrayOfDigits3(int value, int[] digits)
    {
        double v = value;
        double vby10 = v * .1;
        int ivby10;

        switch(digits.Length -1){
            default:
                throw new ArgumentOutOfRangeException();
            case 10:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[10] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 9;
            case 9:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[9] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 8;
            case 8:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[8] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 7;
            case 7:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[7] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 6;
            case 6:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[6] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 5;
            case 5:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[5] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 4;
            case 4:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[4] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 3;
            case 3:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[3] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 2;
            case 2:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[2] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 1;
            case 1:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[1] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                v = ivby10;
                vby10 = ivby10 * .1;
                goto case 0;
            case 0:
                ivby10 = (int)vby10;
                digits[0] = (int)(v) - ivby10 * 10;
                break;
        }

    }

    int num = 1234567890;

    int [] arrDigits = Array.ConvertAll<string, int>(
        System.Text.RegularExpressions.Regex.Split(num.ToString(), @"(?!^)(?!$)"),
        str => int.Parse(str)
        );

    // resulting array is [1,2,3,4,5,6,7,8,9,0]

    Dim num As Integer = 147483647
    Dim nDigits As Integer = 1 + Convert.ToInt32(Math.Floor(Math.Log10(num)))
    Dim result(nDigits - 1) As Integer

    For a As Integer = 1 To nDigits
        result(a - 1) = Int(num / (10 ^ (nDigits - a))) Mod 10
    Next

Private Function Calc(ByVal num As Integer) As Integer()
    Dim nDigits As Int64 = 1 + Convert.ToInt64(Math.Floor(Math.Log10(num)))
    Dim result(nDigits - 1) As Integer
    Dim place As Integer = 1

    For a As Integer = 1 To nDigits
        result(nDigits - a) = Int(num / place) Mod 10
        place = place * 10
    Next

    Return result
End Function

    private static readonly int[] _buffer = new int[10];
    public static int[] ConvertToArrayOfDigits(int value)
    {
        for (int index = 9; index >= 0; index--)
        {
            _buffer[index] = value % 10;
            value = value / 10;
        }
        return _buffer;
    }

    public static void ConvertToArrayOfDigits(int value, int[] digits) { ... }
    public static int[] ConvertToArrayOfDigits(int value)
    {
        int size = DetermineDigitCount(value);
        int[] digits = new int[size];
        ConvertToArrayOfDigits(value, digits);
        return digits;
    }