C# 在多维数组和单个数组之间存储数据的最有效方式是什么？

基本上，我不确定如何存储3D数据结构以实现尽可能快的访问，因为我不确定在多维阵列的引擎盖下发生了什么

注意：数组每次都是一个恒定的已知大小，每个元素正好是16位

选项一是使用多维数组

data[16,16,16]

，只需通过

data[x，y，z]

访问即可。选项二是使用一维数组

data[16*16*16]

并通过

data[x+（y*16）+（z*16*16）]

访问

由于每个元素应该只有16位长，我怀疑多维数组会在内部以每个元素至少32位的速度存储大量对其他数组的引用，这是一个很大的内存浪费。然而，我担心它可能比每次运行选项2中指定的等式要快，而速度是这个项目的关键

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那么，有谁能告诉我，与内存消耗的差异相比，速度可能会有多大？

我会投票支持单维数组，它应该工作得更快。基本上，您可以编写一些测试，执行最常见的任务并测量所花费的时间。

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另外，如果数组大小为2^n，则使用左移位运算而不是乘法来访问元素位置的速度要快得多。

我认为值得指出的是，如果您的数组大小实际上都是16，则可以更高效地从（x，y，z）计算数组的索引：

int index = x | y << 4 | z << 8;

如果是这种情况，那么我建议使用一维数组，因为它几乎肯定会更快

请注意，JIT编译器完全有可能执行这种优化（假设乘法是按照您的OP硬编码的），但这是值得显式执行的

我说一维数组会更快的原因是

这就是说，您应该仔细计时，看看什么是真正最快的

正如Eric Lippert所说：.

C#将多维数组存储为单个内存块，因此它们编译成几乎相同的东西。（一个区别是有三组边界需要检查）

也就是说，

arr[x，y，z]

几乎等同于

arr[x+y*ny+z*nz*ny]

，通常具有类似的性能特征

然而，确切的性能将取决于内存访问模式，以及这如何影响缓存一致性（至少对于大量数据而言）。您可能会发现，如果能够更好地将当前使用的数据保存在处理器缓存中，则

x

、然后

y

然后

z

上的嵌套循环可能比按不同顺序执行循环快或慢

这在很大程度上取决于精确的算法，因此不可能给出对所有算法都正确的答案

与C++或C++相比，任何速度降低的另一个原因是边界检查，这在一维数组的情况下仍然是需要的。然而，这些通常（但并非总是）会自动删除

同样，精确算法将影响优化程序是否能够删除边界检查

你的行动方针应如下：

• 用

  arr[x，y，z]

  编写算法的原始版本
• 如果速度够快，你可以停下来
• 另外，对算法进行概要分析，以检查问题实际上是数组访问，分析内存访问模式等等

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我认为这可能有助于你提高一维速度：，，benjamin james drury，我想稍微修改一下问题，以强调每个元素都是16位的事实，因为它使问题不同于类似的问题，我之所以不提及现有问题，是因为我有一个具体的案例，但我知道我的想法是不正确的，所以也许我应该默认它们。尽管如此，还是要感谢每一位提供意见的人，我对此表示感谢，并将与马赛跑，看看哪一匹更快。相反的是，

x=index&0xF

，

y=index&0xF0

，和

z=index&0xF00

。

downvoter:请告诉我们答案有什么问题？这将非常有用。不过，只有按顺序访问一维数组时，它才会更快，不是吗？如果你是根据已知的坐标进行查找，这两个函数应该执行相同的操作。@Luaan你读过我发布的关于缺少一些编译器优化的链接吗？是的，没错。提到的缺失优化是将计算的一部分提升到内部循环之外，这意味着大量不必要的乘法。因此，如果您试图访问阵列中的一个特定位置，那么这两个位置应该执行相同的操作。唯一没有的情况是当你在一行中的“列”上循环时-行偏移量被反复计算。。。至少我是这样理解分析的。这不完全是真的——请看我之前的链接（例如：@MatthewWatson），正如我所说，“精确的算法将影响优化者是否能够删除边界检查”@MatthewWatson公平。编辑。谢谢，我会尝试两种方法，看看哪种方法更快。我原以为两者之间会有更明显的区别。
int x = index & 0xf;
int y = (index >> 4) & 0xf;
int z = (index >> 8) & 0xf;