如何快速将数组清零？

Question

我目前正在使用for循环进行操作，在C语言中有ZeroMemory API，但是似乎在C#中并不可用。同样，Java中的Array.fill也没有相应的方法。我想知道是否有更简单/更快的方法？

- esac

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你不需要在初始化期间清除它。你的帖子没有表明这是在初始化期间还是在将数据放入数组后。 - John Fisher

在我将数据放入数组之后。 - esac

达斯汀：我认为直接告诉我应该谷歌搜索是相当无礼的。显然，我的思维方式与你不同，而在搜索“C#中清空数组”时，并没有给我提供Array.Clear()方法。请问有其他建议吗？ - esac

Answer 1

尝试使用 Array.Clear() 方法：

该方法会将数组中指定范围内的元素设置为零、false 或 null（在 Visual Basic 中为 Nothing），具体取决于元素类型。

- Jason Punyon

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该描述似乎已过时，而且没有涵盖所有类型。它会根据元素类型将元素设置为其“默认”值。例如对于“char”，默认值将是：'\0'。 - Jogge

Answer 2

• C++: memset(array, 0, array_length_in_bytes);

• C++11: array.fill(0);

• C#: Array.Clear(array, startingIndex, length);

• Java: Arrays.fill(array, value);

上述代码是关于数组初始化的不同语言实现。其中，C++使用memset函数，通过将数组元素全部置为0来完成初始化；而C++11则提供了更加方便且易读的语法array.fill(0)。在C#中，可以使用Array.Clear方法来清空数组中指定范围内的元素；而在Java中，则可使用Arrays.fill方法来将指定数组中的所有元素均赋值为指定值。

- Chap

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我倾向于在C++中使用C++的std::fill而不是C函数memset。在优化代码中，memset通常会变成对库memset的调用，而std::fill只需要几个汇编指令，根本不需要调用。 - Hi-Angel

Answer 3

更新

根据关于Array.Clear()和array[x] = default(T)性能的基准测试，我们可以得出以下两种情况需要考虑：

A) 数组长度为1到76个项；

B) 数组长度大于等于77个项。

因此，图中的橙色线条代表了Array.Clear()方法。

图中的蓝色线条代表了array[x] = default(T)方法（迭代数组并将其值设置为default(T)）。

您可以编写一个Helper来完成此任务，例如：

public static class ArrayHelper
{
    // Performance-oriented algorithm selection
    public static void SelfSetToDefaults<T>(this T[] sourceArray)
    {
        if (sourceArray.Length <= 76)
        {
            for (int i = 0; i < sourceArray.Length; i++)
            {
                sourceArray[i] = default(T);
            }
        }
        else { // 77+
             Array.Clear(
                 array: sourceArray,
                 index: 0,
                 length: sourceArray.Length);
        }
    }
}

使用方法：

someArray.SelfSetToDefaults();

备注：

这个测试是针对 .NET Framework 4.x 进行的。

编辑（.NET6）：

根据 Dai 的评论，在 .NET6 中，Array.Clear() 命令在 N > ~25 时现在更快了。

- AlexMelw

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еңЁ.NET Framework 4.xдёӯпјҢеҪ“N > ~75ж—¶пјҢArray.Clear()жӣҙеҝ«пјҢдҪҶеңЁ.NET 6дёӯпјҢжҲ‘еҸ‘зҺ°N > ~25ж—¶пјҢArray.Clear()зҺ°еңЁжӣҙеҝ«гҖӮ - Dai

Answer 4

Array.Clear(integerArray, 0, integerArray.Length);

- Dustin Getz

Answer 5

有几个人发布了答案，然后删除了它们，说无论用什么语言，for循环与memset或FillMemory等方法在性能上是相同的。

例如，编译器可能将其划分为64位对齐的块，以利用64位零赋值指令（如果有的话）。它将考虑对齐和其他因素。Memset的实现肯定不是简单的。

参见 memset.asm和memset-is-faster-than-simple-loop.html 来查看示例。

永远不要低估编译器和标准库作者的巧妙程度。

- Dustin Getz

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我使用了for循环和Array.Clear()来进行测试。在一个包含4K元素的数组上，用循环执行了200万次Array.Clear()，耗时620毫秒。而使用for循环则需要13030毫秒。 - esac

@esac 虽然这确实回答了你的问题，但对于所有操作系统和硬件是否仍然如此仍然是一个未决问题。我同意Array.Clear()至少与for循环一样快，可能更快，这使得Array.Clear()成为明显的选择。(而且，它更容易阅读。) - Richard

@Richard 对于非常小的数组（1 <= N < ~25-75），Array.Clear() 比 for 循环慢，这是因为 Array.Clear() 内部逻辑需要进行参数验证和获取数组的维度/边界。 - Dai

Answer 6

使用dll导入调用该方法。这种方法快速易用 :)

 [DllImport("msvcrt.dll", EntryPoint = "memset", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl, SetLastError = false)]
 public static extern IntPtr MemSet(IntPtr dest, int c, int byteCount);

c是您想在内存中设置的值。

或者

[DllImport("kernel32.dll", EntryPoint="RtlZeroMemory")]
public unsafe static extern bool ZeroMemory(byte* destination, int length);

这仅将给定的数组设置为零。

- Reaven Clan

Answer 7

我相信这就是你要找的，我用Visual Basic写的，但我相信你可以转换它。

Imports System.Runtime.InteropServices

Module Module1

    'import Kernel32 so we can use the ZeroMemory Windows API function
    <DllImport("kernel32.dll")>
    Public Sub ZeroMemory(ByVal addr As IntPtr, ByVal size As IntPtr)

    End Sub

    Private Sub ZeroArray(array As ArrayList)
        'Iterate from 0 to the lenght of the array zeroing each item at that index
        For i As Integer = 0 To array.Count - 1
            'Pin the array item in memory
            Dim gch As GCHandle = GCHandle.Alloc((array(i)), GCHandleType.Pinned)
            'Get the memory address of the object pinned
            Dim arrayAddress As IntPtr = gch.AddrOfPinnedObject()
            'Get size of the array
            Dim arraySize As IntPtr = CType(array.Count, IntPtr)
            'Zero memory at the current index address in memory
            ZeroMemory(arrayAddress, arraySize)
            gch.Free()
        Next

    End Sub


    Sub Main()
        'Initialize ArrayList with items
        Dim strArray As New ArrayList From {
            "example one",
            "example two",
            "example three"
        }

        'Pass array as parameter to a function which will iterate through the arraylist zeroing each item in memory
        ZeroArray(strArray)

        Console.ReadLine()
    End Sub

End Module

- IBeThieving