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c# - 在 C# 中填充大数组的更好/更快的方法

coder 2024-05-29 原文

我有 3 个 *.dat 文件(346KB、725KB、1762KB)，其中填充了“大”int 数组的 json 字符串。

每次(多次)创建对象时，我都会获取这三个文件并使用 JsonConvert.DeserializeObject 将数组反序列化为对象。

我考虑过使用二进制文件而不是 json 字符串，或者我什至可以直接保存这些数组吗？我不需要使用这些文件，它只是当前保存数据的位置。我很乐意切换到更快的任何东西。

加速这些对象初始化的不同方法有哪些？

最佳答案

最快的方法是手动序列化数据。

一个简单的方法是创建一个 FileStream，然后将其包装在 BinaryWriter/BinaryReader 中。

您可以使用函数来编写基本数据结构(numbers、string、char、byte[] 和 char[])。

编写 int[] 的一种简单方法(如果它是固定大小则不必要)是在数组的长度前加上一个 int/long(取决于大小，unsigned 不确实有任何优势，因为数组使用带符号的数据类型来存储长度)。然后写入所有的整数。

写所有整数的两种方法是:
1. 简单地遍历整个数组。
2. 将其转换为byte[]并使用BinaryWriter.Write(byte[])写入

这些是您可以同时实现它们的方法:

// Writing
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(new FileStream(...));
int[] intArr = new int[1000];

writer.Write(intArr.Length);
for (int i = 0; i < intArr.Length; i++)
    writer.Write(intArr[i]);

// Reading
BinaryReader reader = new BinaryReader(new FileStream(...));
int[] intArr = new int[reader.ReadInt32()];

for (int i = 0; i < intArr.Length; i++)
    intArr[i] = reader.ReadInt32();

// Writing, method 2
BinaryWriter writer = new BinaryWriter(new FileStream(...));
int[] intArr = new int[1000];
byte[] byteArr = new byte[intArr.Length * sizeof(int)];
Buffer.BlockCopy(intArr, 0, byteArr, 0, intArr.Length * sizeof(int));

writer.Write(intArr.Length);
writer.Write(byteArr);

// Reading, method 2
BinaryReader reader = new BinaryReader(new FileStream(...));
int[] intArr = new int[reader.ReadInt32()];
byte[] byteArr = reader.ReadBytes(intArr.Length * sizeof(int));
Buffer.BlockCopy(byteArr, 0, intArr, 0, byteArr.Length);

我决定对这一切进行测试，我用一个包含 10000 个整数的数组运行了 10000 次测试。

导致方法一在我的系统上平均消耗 888200ns(约 0.89ms)。
而方法 2 在我的系统上平均只消耗 568600ns(平均 0.57ms)。

两次都包括垃圾收集器必须做的工作。

显然方法 2 比方法 1 快，但可读性可能较差。

方法 1 比方法 2 更好的另一个原因是方法 2 需要的 RAM 量是您要写入的数据的两倍(原始 int[] 和 byte[] 是从 int[] 转换而来的)，当处理有限的 RAM/超大文件(大约 512MB+)时，尽管在这种情况下，你总是可以混合解决方案，例如一次写掉 128MB。

请注意，方法 1 也需要这个额外的空间，但是因为它在 int[] 的每个项目中分解为 1 个操作，所以它可以更早地释放内存。

像这样的东西，将一次写入 128MB 的 int[]:

const int WRITECOUNT = 32 * 1024 * 1024; // 32 * sizeof(int)MB

int[] intArr = new int[140 * 1024 * 1024]; // 140 * sizeof(int)MB
for (int i = 0; i < intArr.Length; i++)
    intArr[i] = i;

byte[] byteArr = new byte[WRITECOUNT * sizeof(int)]; // 128MB

int dataDone = 0;

using (Stream fileStream = new FileStream("data.dat", FileMode.Create))
using (BinaryWriter writer = new BinaryWriter(fileStream))
{
    while (dataDone < intArr.Length)
    {
        int dataToWrite = intArr.Length - dataDone;
        if (dataToWrite > WRITECOUNT) dataToWrite = WRITECOUNT;
        Buffer.BlockCopy(intArr, dataDone, byteArr, 0, dataToWrite * sizeof(int));
        writer.Write(byteArr);
        dataDone += dataToWrite;
    }
}

请注意，这只是为了写作，阅读的方式也不同 :P。 我希望这能让您对处理超大数据文件有更多的了解 :)。

关于c# - 在 C# 中填充大数组的更好/更快的方法，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/7345862/

c#codeintArrintarraysinitialization

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