C# 为什么.NET中的矩阵乘法这么慢？

我不太明白是什么让C#/.NET（甚至Java）中的矩阵乘法如此缓慢

看看这个基准（）：尝试查找更新的基准

C的整数和双性能与用MSVC++编译的C++接近。double的速度为87%，32位整数的速度为99%。我得说，相当不错。然后看看矩阵乘法。差距扩大到约19%的C#。这是一个巨大的差异，我不明白。矩阵乘法只是一堆简单的数学。怎么会变得这么慢？它的速度不应该大致相当于简单的浮点或整数运算的数量吗

这在游戏和XNA中尤为重要，因为矩阵和向量的性能对于物理引擎等方面至关重要。不久前，Mono通过一些漂亮的向量和矩阵类增加了对SIMD指令的支持。它关闭了间隙，使单声道比手写C++更快，虽然没有SIMD的C++快。（）

这是怎么回事

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编辑：仔细看，我看错了第二张图。C#看起来很接近。第一个基准只是做错了什么吗？抱歉，我错过了第一个基准上的版本号。我把它作为我经常听到的“C#线性代数很慢”的一个方便的参考。我将尝试找到另一个。

对于这样的大型矩阵，CPU缓存成为限制因素。最重要的是矩阵的存储方式。基准代码正在比较苹果和橙子。C++代码使用锯齿数组，C代码使用二维数组。

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重写C#代码以使用交错数组，速度也提高了一倍。重写矩阵乘法代码以避免数组索引边界检查似乎毫无意义，没有人会将这样的代码用于实际问题。

很明显，基准测试作者不理解C#中锯齿数组和多维数组之间的区别。这真的不是一个苹果对苹果的比较。当我将代码改为使用锯齿数组而不是多维数组，使其运行方式更类似于Java时，C#代码的运行速度最终是Java的两倍……这使得它比Java快了一倍（尽管只是勉强如此，而且这在统计上可能无关紧要）。在C#中，多维数组的速度较慢，因为查找数组槽需要额外的工作，而且无法消除对它们的数组边界检查……但是

有关多维数组比锯齿数组慢的原因的更深入分析，请参见本文

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有关数组边界检查的更多信息，请参见此。这篇文章特别警告不要使用多维数组进行矩阵乘法。

这里有一个处理矩阵乘法的更新基准（以及一些使用新任务并行库的基准）：

本文介绍了不同的方法，并解释了为什么多维数组是一个糟糕的选择：

做矩阵的最简单方法 乘法是用.NET实现的 具有i，j，k的多维数组 在循环中排序。问题 这是双重的。首先是i，j.k排序 以忙碌的方式访问内存 导致不同位置的数据被删除 停车。第二，它使用的是 多维数组。是的.NET 多维数组很方便， 但是它非常慢

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为了解释XNA矩阵运算速度慢这一想法的起源：

首先是初学者的问题：XNA

矩阵

类的

操作符*

将复制多个副本。这比您期望的等效C++代码慢。

（当然，如果使用

Matrix.Multiply（）

，则可以通过引用传递。）

第二个原因是XNA在Xbox 360上使用的.Net紧凑框架不能访问VC++硬件（SIMD），这是本地、C++游戏可用的。

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这就是为什么你总是听说它很慢，至少是这样。正如您在发布的基准测试中所看到的，当您将苹果与苹果进行比较时，它并不真的那么“慢”。

C#版本+选项：.Net Framework 1.1.4322 Uh。。。难道没有更新的版本吗？坐着等着看JonSkeet对此有何评论：-）测试是用VS2003完成的。（也请注意C++版本）因此，古老版本的.NET.@ GalaCjjelo是的，但即使如此，为什么它比整数/浮点运算慢得多？我会看看是否能找到更多的基准测试。@Matt Olenick:那是.NET的第一个（嗯…第二个）版本。此外，XNA甚至不会在.NET1.1上运行，它是.NET2.0 Compact Edition的一个实现。信不信由你，在早期版本之后，语言有了改进。谢谢，这就把事情弄清楚了。那么，为什么我总是听到（除其他原因外）“XNA很慢，因为C#中的矩阵乘法很慢”？这不是真的吗？我不知道，从我的立场来看，这是一个无法证实的说法。XNA程序员经常编写自己的矩阵乘法代码吗？C/C++代码在速度方面是不妥协的，当它爆炸时，你只能从耳朵里掏出弹片。如果C#中的某个特定算法存在速度问题，那么您总是可以依赖C/C++。不，他们使用XNA提供的库。这是有道理的。也许一些误解来自于使用操作符。