在不安全的 C# 中使用指针数组

Question

在C语言中，我可以这样定义一个指向数组的指针：

char b1[SOME_SIZE];
char (*b3)[3]=(char(*)[3])b1;

因此，b3 [i] [j] == b1 [i * 3 + j]。

我能在unsafe C#中声明这样的指针b3吗？

我的意图是访问位图通道，如下所示：

///...
unsafe {
    //...
    byte *target; //8bpp
    byte (*source)[3]; //24bpp
    //...
    target[x]=(source[x][0]+source[x][1]+source[x][2])/3;
    //...

我希望这样做，使用source[x][ch]代替source[x*3+ch]来获得一些编译器优化。

- LS_ᴅᴇᴠ

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基于Hope的优化实际上没有任何意义。你可以创建一个指针byte*[]，但这可能不是你想要的 - 请查看文档。 - BartoszKP

@BartoszKP 也许你是对的，我可能过度优化了！我的观点是，在 C/C++ 中，良好的声明通常比繁重的代码具有更好的性能（和可读性），因为编译器可以优化前者而不能优化后者。 - LS_ᴅᴇᴠ

在C#中，这种方法是性能方面处理位图的推荐方式。 - BartoszKP

我知道，但我试图使用指向数组的指针来获得更清晰的代码。 - LS_ᴅᴇᴠ

在你的问题中，你说你想要“进行一些编译器优化”，而不是“让代码更清晰”。请明确你的意图，两者不能兼得。 - BartoszKP

只是一个建议，在C#中避免使用不安全的代码。如果这种优化绝对必要，那么可以这样做，但大多数情况下，您可以通过使用System.Runtime.InteropServices中的Marshal类来避免访问非托管代码/指针。 - Erik

Answer 1

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)]
struct FastPixel
{
    public readonly byte R;
    public readonly byte G;
    public readonly byte B;
}


private static void Main()
{
    unsafe
    {
        // 8-bit.
        byte[] b1 =
        {
            0x1, 0x2, 0x3,
            0x6, 0x7, 0x8,
            0x12, 0x13, 0x14
        };


        fixed (byte* buffer = b1)
        {
            var fastPixel = (FastPixel*) buffer;
            var pixelSize = Marshal.SizeOf(typeof (FastPixel));

            var bufferLength = b1.Length / pixelSize;
            for (var i = 0; i < bufferLength; i++)
            {
                Console.WriteLine("AVERAGE {0}", (fastPixel[i].R + fastPixel[i].G + fastPixel[i].B)/pixelSize);
            }
        }
    }
}

这应该与你所拥有的几乎相同。请注意，我不希望获得任何性能上的收益。这不是微观优化，而是纳米级优化。

如果处理大型图像，请研究并行编程和SSE以及缓存行的工作方式（它们实际上节省了我3-4秒 - 真疯狂！）

- Erti-Chris Eelmaa

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谢谢，但那正是我正在使用的。我正在寻找一个数组指针，所以我甚至不需要定义一个结构体。 - LS_ᴅᴇᴠ

关于优化收益：我将对b1[x*3+ch]和fastpixel[x].R进行基准测试，以检查... - LS_ᴅᴇᴠ