Data structures F#中元素查找最快的数据结构？

我正在尝试编写一个小型的F#线性代数库（适用于矩阵较小的应用程序，因此内存不是问题），我想知道哪种数据结构在元素查找时间方面具有最佳性能特征，因为我需要它来定义矩阵运算？

最有效的表示可能是可变数组（二维应该可以很好地工作）。按索引查找是O（1），因此这是最有效的。即使数组是可变的，您仍然可以使用它来开发一个不可变的（功能性的）矩阵类型-您需要做的就是避免对数组进行变异。编译器不会对此进行检查，但数据结构对于用户来说可以完全起作用

类似这样的事情可能是一个很好的起点：

// Constructor takes the data of the matrix
type Matrix(data:float[,]) =
  // Expose data only for private purposes (cannot be mutated by the user!)
  member private x.Data = data
  // All operations create new array as the result
  static member (+) (a:Matrix, b:Matrix) = 
    // TODO: Check that arrays have the same size
    let res = Array2D.init (a.Data.GetLength(0)) (a.Data.GetLength(1)) 
      (fun i j -> a.Data.[i, j] + a.Data.[i, j])
    new Matrix<_>(res)

//构造函数获取矩阵的数据
类型矩阵（数据：浮点[，]）=
//仅出于私人目的公开数据（用户不能修改！）
成员私有x.Data=数据
//所有操作都将创建新数组作为结果
静态成员（+）（a:矩阵，b:矩阵）=
//TODO:检查数组是否具有相同的大小
设res=Array2D.init（a.Data.GetLength（0））（a.Data.GetLength（1））
（乐趣i j->a.Data.[i，j]+a.Data.[i，j]）
新矩阵（res）

我有点不清楚他们在问什么

数组当然是O（1），所以我认为它们是正确的答案。（布莱恩的经验法则：如果你想让某些东西变得更快，那么在每种语言中答案都是一样的——使用一个结构数组。）

如果您需要更稀疏的内容，可以使用.NET

字典

和

哈希集

类（使用哈希），以及F#

映射

和

集

类型（使用树/比较）<代码>字典可能是下一个最好的尝试

但当然，我认为这在很大程度上取决于具体情况（密度、位置/访问模式等），或者根本不重要（其他因素压倒了它）

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在一天结束时，就像每个性能问题一样：测量

如果“小”是二维或三维的，那么结构。对于稍大的“小”，请使用带有显式组件的引用类型。如果元素的数量超过30个，则使用单个数组，自己执行

i+n*j

。避免使用.NET的2D数组，因为它们的速度比需要的慢好几倍。真正避免元素操作的F#的

矩阵

类型，因为它会做一些疯狂的事情，比如动态调度（慢一个数量级）。数组的数组很好，但是自己编制索引允许对索引进行更多的JIT优化。

由于Brian的经验法则，我投了更高的票。当我到达终点时，我想提高投票率。回答得很好，我同意；高效代码的三个基本要素是：基准、基准、基准。据我所知，在.NET中，多维数组要比一维数组慢得多，这是需要记住的。@kvb:有趣。我不知道-你有什么推荐信吗？这适用于二维矩形阵列和“阵列阵列阵列”吗？我认为锯齿阵列（即阵列阵列阵列）的性能是合理的。然而，真正的多维阵列并没有得到很好的优化。我手头没有很好的参考资料，但请看，例如，简短而中肯。虽然答案都很好，但我会回到这里作为参考：）