在C#中高效地从二维数组中提取向量

Question

我有一个非常大的二维数组，需要在这个数组上进行向量操作。NTerms和NDocs都是非常大的整数。

var myMat = new double[NTerms, NDocs];

我需要从这个矩阵中提取向量列。目前，我正在使用for循环。

            col = 100;
            for (int i = 0; i < NTerms; i++)
            {
                myVec[i] = myMat[i, col];
            }

这个操作非常缓慢。在Matlab中，我可以不需要迭代就提取向量，如下所示：

myVec = myMat[:,col];

有没有在C#中实现这个的方法？

- Leeor

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你是否有可能在创建时转置 myMat？这样，你提取的是行而不是列，这更加缓存一致并且应该更快（虽然我不知道速度会快多少）。另一个选项是使用 Marshal.Copy 复制内存。此外，你可以尝试使用 Parallel.For 并行化。 - Nico Schertler

如果你喜欢使用Matlab，那么你可能会对从C#调用Matlab感兴趣，例如请参考https://dev59.com/ym025IYBdhLWcg3wnXWg。稍微搜索一下就可以得到几个结果。 - Dennis Jaheruddin

Answer 1

在C#中，没有类似Matlab的构造方式可以让您处理数组。使用您已经拥有的代码，您可以通过Task Parallel Library来加速向量创建过程，该库是在.NET Framework 4.0中引入的。

Parallel.For(0, NTerms, i => myVec[i] = myMat[i, col]);

如果你的CPU有多个核心，那么性能会有所提高，否则没有影响。

如果想了解如何使用任务并行库处理矩阵和数组的更多示例，请参考MSDN文章矩阵分解。

但是我怀疑在涉及一些严肃的数学计算时，C#不是一个好的选择。

- Alexander Manekovskiy

Answer 2

一些可能的问题：

可能是在C#中访问多维数组元素的方式有问题。请参阅此前的文章。

另一个问题可能是您正在访问非连续的内存 - 因此缓存帮助不大，如果数组非常大，甚至可能需要从虚拟内存（磁盘）中获取。

当您一次访问整行而不是一列时，速度会发生什么变化？如果显着更快，则可以确定90％是连续内存问题...

- Floris