Array.Copy()在2D数组中是否比for循环更快？

Question

最近我进行了更改

        this.FieldValues = new object[2, fieldValues.GetUpperBound(1) + 1];
        for (int i = 0; i < FieldCount; i++)            
        {
            this.FieldValues[Current, i] = fieldValues[Current, i];
            this.FieldValues[Original, i] = fieldValues[Original, i];
        }

to

        FieldValues = new object[2, fieldValues.GetLength(1)];
        Array.Copy(fieldValues, FieldValues, FieldValues.Length); 

其中Current和Original的值分别为常量0和1。FieldValues是一个字段，fieldValues是一个参数。

在我使用它的地方，我发现Array.Copy()版本更快。但另一位开发人员说他在一个独立的程序中计时了for循环和Array.Copy()，发现for循环更快。

Array.Copy()可能并不比for循环更快吗？我认为它应该被超级优化了！

- PeteAC

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如果你关心性能细节，那么编写简单的基准测试程序非常重要 :) - MattDavey

并且了解引擎盖下面发生的事情。 - Damian Leszczyński - Vash

我的假设是，Array.Copy 比循环更快，特别是当数组的大小增长时。此外，当您可以选择使用框架方法而不是手动编写自己的代码时...除非您有非常具体和可衡量的要求，否则应始终使用框架方法。 - iDevForFun

很可能是完全不相关的。 - H H

这并不是无关紧要的。我在一个导致性能问题的情况下运行了代码分析器，并将其确定为最大的热点。在那种情况下，使用Array.Copy()可以明显提高速度，但在独立测试程序中，Array.Copy()似乎输给了for循环。 - PeteAC

Answer 1

根据我的经验，在性能方面，我不能相信自己的直觉。因此，我会保留一个名为“StupidPerformanceTricks”的快速测试应用程序，用来测试这些情况。这非常有价值，因为我发现了许多关于性能技巧的惊人和违反直觉的发现。同时，记得在没有附加调试器的发布模式下运行基准测试应用程序，否则您将无法获得JIT优化，而这些优化可能会产生重大影响：在调试模式下，技术A可能比技术B慢，但在经过优化的发布模式下，它可能会快得多。

尽管如此，总的来说，根据我的测试经验，如果数组大小小于约32个元素，则通过编写自己的复制循环来获得更好的性能——可能是因为您没有方法调用开销，这可能是相当显著的。然而，如果循环大于约32个元素，则使用Array.Copy()可以获得更好的性能。（如果您正在复制int或float或类似的东西，您可能还需要调查Buffer.BlockCopy()，对于小型数组，该方法比Array.Copy()快约10%。）

但是，总的来说，真正的答案是：“编写与这些精确替代方案尽可能匹配的测试，将它们每个包装在一个循环中，给予足够的迭代次数使其消耗至少2-3秒的CPU时间，然后自己比较这些替代方案。”

- Ken Smith

Answer 2

我猜测在优化的情况下，Array.Copy会避免边界检查，这是由于.Net在内部的工作方式导致的。

如果您对任何类型的集合进行循环处理，默认情况下CLR会检查以确保您没有超出集合的末尾，然后JIT将执行运行时评估或发出不需要检查的代码。 （请参见我的评论中的文章以获取更好的详细信息）

您可以修改此行为，但通常您不会节省太多时间，除非您处于紧密执行的内部循环中，每毫秒都很重要。

如果数组很大，我会使用Array.Copy，如果很小，则两者应该表现相同。

我认为是边界检查导致了您的不同结果。

- Russ Clarke

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这是一篇较长的阅读，但这是一篇关于边界检查优化的很棒的 MSDN 博客：http://blogs.msdn.com/b/clrcodegeneration/archive/2009/08/13/array-bounds-check-elimination-in-the-clr.aspx - Russ Clarke

Answer 3

在你的特定示例中，有一个因素可能（理论上）表明for循环更快。

Array.Copy是O(n)操作，而您的for循环是O(n/2)，其中n是您矩阵的总大小。

Array.Copy需要遍历您的二维数组中的所有元素，因为：

在多维数组之间复制时，该数组的行（或列）在概念上排成一行长的一维数组。例如，如果一个数组有三行（或列），每行（或列）有四个元素，则从数组开头复制六个元素将复制第一行（或列）的所有四个元素和第二行（或列）的前两个元素。

- bruno conde

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这个回答完全误解了O(n)符号的含义。 - jwg