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如何在Powershell中高效填充数组

arraysperformancepowershellappendarray-initialization
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我希望能够使用Powershell尽快地填充一个动态数组，并且使用相同的整数值。
Measure-Command 显示在我的系统上，需要7秒来填充它。
我当前的代码（被截断）如下：
$myArray = @()
$length = 16385
for ($i=1;$i -le $length; $i++) {$myArray += 2}

(完整代码可在gist.github.com或superuser上查看)

考虑到$length可能会发生变化，但为了更好的理解，我选择了一个固定长度。

问: 如何加快这个 Powershell 代码的运行速度？

5个回答
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您可以重复数组，就像您可以重复字符串一样：
$myArray = ,2 * $length

这意味着»获取只有一个元素2的数组，并重复它$length次，生成一个新数组。«。

请注意，您无法真正使用此方法创建多维数组，因为以下原因:

$some2darray = ,(,2 * 1000) * 1000

如果只是创建了1000个对内部数组的引用，这些引用对于操作来说就毫无用处。在这种情况下，您可以使用混合策略。我曾经使用过

$some2darray = 1..1000 | ForEach-Object { ,(,2 * 1000) }

过去，但下面的性能测量结果表明

$some2darray = foreach ($i in 1..1000) { ,(,2 * 1000) }

会是一个更快的方式。

一些性能测量：

Command                                                  Average Time (ms)
-------                                                  -----------------
$a = ,2 * $length                                                 0,135902 # my own
[int[]]$a = [System.Linq.Enumerable]::Repeat(2, $length)           7,15362 # JPBlanc
$a = foreach ($i in 1..$length) { 2 }                             14,54417
[int[]]$a = -split "2 " * $length                                24,867394
$a = for ($i = 0; $i -lt $length; $i++) { 2 }                    45,771122 # Ansgar
$a = 1..$length | %{ 2 }                                         431,70304 # JPBlanc
$a = @(); for ($i = 0; $i -lt $length; $i++) { $a += 2 }       10425,79214 # original code

通过每个变量运行50次Measure-Command，每个变量都使用相同的值$length，并对结果取平均值。

实际上，位置3和4有点出乎意料。显然最好使用foreach循环一个范围，而不是使用常规的for循环。

生成上图的代码：

$length = 16384

$tests = '$a = ,2 * $length',
         '[int[]]$a = [System.Linq.Enumerable]::Repeat(2, $length)',
         '$a = for ($i = 0; $i -lt $length; $i++) { 2 }',
         '$a = foreach ($i in 1..$length) { 2 }',
         '$a = 1..$length | %{ 2 }',
         '$a = @(); for ($i = 0; $i -lt $length; $i++) { $a += 2 }',
         '[int[]]$a = -split "2 " * $length'

$tests | ForEach-Object {
    $cmd = $_
    $timings = 1..50 | ForEach-Object {
        Remove-Variable i,a -ErrorAction Ignore
        [GC]::Collect()
        Measure-Command { Invoke-Expression $cmd }
    }
    [pscustomobject]@{
        Command = $cmd
        'Average Time (ms)' = ($timings | Measure-Object -Average TotalMilliseconds).Average
    }
} | Sort-Object Ave* | Format-Table -AutoSize -Wrap
1
+1 简明、清晰、有建设性、全面且可复现！（好吧，五个 C 中有四个...） - Michael Sorens
6
避免在循环中向数组追加元素。这会导致每次迭代都将现有数组复制到一个新数组中。您可以使用以下方法代替：
$MyArray = for ($i=1; $i -le $length; $i++) { 2 }
+1 $MyArray = for ($i=1; $i -le 16385; $i++) { 2 } 运行时间为0.05秒，比我的7秒快得多 :) - nixda
5

使用 PowerShell 3.0，您可以使用以下功能（需要 .NET Framework 3.5 或更高版本）：

[int[]]$MyArray = ([System.Linq.Enumerable]::Repeat(2, 65000))

使用PowerShell 2.0

$AnArray = 1..65000 | % {2}
+1 [int[]]$myArray = ([System.Linq.Enumerable]::Repeat(2, 16385)) 在0.03秒内运行。 - nixda
1

不清楚你尝试做什么。我尝试查看了你的代码。但是，$myArray +=2 表示你只是将2添加为元素。例如，这是我的测试代码输出：

$myArray = @()
$length = 4
for ($i=1;$i -le $length; $i++) {
    Write-Host $myArray
    $myArray += 2
}

2
2 2
2 2 2

为什么需要多次将2添加到数组元素中？
如果您只想填充相同的值，请尝试以下方法：
$myArray = 1..$length | % { 2 }
1
他只是用一些值填充数组吗？这个值是'2'。 - JPBlanc
问题是他想用相同的整数值填充数组。他的问题是使用 += 追加到数组中非常慢。 - Ansgar Wiechers
嗯！我明白了。但是为什么？为什么要寻找更好的方法来做一些不需要的事情呢？不管怎样，他也可以使用range运算符。 - ravikanth
我已经将完整的代码附加为Github链接，只是为了避免关于“为什么”的讨论。如果您查看链接，您会发现我的PowerShell执行了一个Excel命令来查询CSV。而该查询的参数TextFileColumnDataTypes需要一个数组来知道列应该是什么数据类型。2代表字符串列，1代表一般列，9代表跳过整个列等等。所以：长话短说：我需要一个包含整数值2的大数组。 - nixda
1
$myArray = 1..16385 | % { 2 } 运行时间为0.02秒，比我的7秒快得多 :) - nixda
当我测试1..$length时，它的速度明显比for ($i=1; $i -lt $length; $i++)慢。很可能是因为它在传递到ForEach-Object循环之前正在构建列表。 - Ansgar Wiechers
-1
如果你需要非常快的速度，那么使用ArrayLists和Tuples：
$myArray = New-Object 'Collections.ArrayList'
$myArray = foreach($i in 1..$length) {
    [tuple]::create(2)
}

如果需要稍后排序，则可以使用以下代码（一般会慢一些）：

$myArray = New-Object 'Collections.ArrayList'
foreach($i in 1..$length) {
    $myArray.add(
        [tuple]::create(2)
    )
}

对我来说，两个版本都在20毫秒的范围内 ;-)

虽然这比问题中的代码更快，但使用1值元组的目的是什么？这意味着您必须访问Item1属性才能获取值，而且您正在创建一个对象来包装每个Int32，在较大的列表上会产生大量垃圾。这并不会对使用过时的非泛型ArrayList类造成太大影响，因为它会将每个Int32装箱到一个Object中。重写为$myArray = New-Object 'Collections.Generic.List[Int32]'; foreach($i in 1..$length) { $myArray.add(2) }，我获得了40%的速度提升，并且字符/复杂度更少。 - Lance U. Matthews
此外，每个Tuple属性都是只读的，因此如果您想更改绑定到列表值的内容（这是不可避免的，因为...重复值列表总是保持不变有什么用？），您唯一的选择是创建一个新的Tuple来替换它。 - Lance U. Matthews
即使元组部分对于上述挑战实际上并不需要，但值得记住的是，可以使用它来填充具有多个列/项目的大型只读数组。非常方便地按不同的列对非常大的数组/查找表进行排序。没有元组和任何需要排序的需求。 - Carsten
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