Question

如果我有一个字节数组并希望将该数组的连续16字节块（包含.net的Decimal表示形式）转换为正确的Decimal结构，那么最有效的方法是什么做到了吗？

在我正在优化的情况下，这些代码在我的分析器中显示为最大的CPU使用者。

public static decimal ByteArrayToDecimal(byte[] src, int offset)
{
    using (MemoryStream stream = new MemoryStream(src))
    {
        stream.Position = offset;
        using (BinaryReader reader = new BinaryReader(stream))
            return reader.ReadDecimal();
    }
}

为了摆脱MemoryStream和BinaryReader，我认为在BitConverter.ToInt32(src, offset + x)构造函数中输入Decimal(Int32[])数组会比我在下面提供的解决方案更快，但是奇怪的是，以下版本的速度是原来的两倍。

const byte DecimalSignBit = 128;
public static decimal ByteArrayToDecimal(byte[] src, int offset)
{
    return new decimal(
        BitConverter.ToInt32(src, offset),
        BitConverter.ToInt32(src, offset + 4),
        BitConverter.ToInt32(src, offset + 8),
        src[offset + 15] == DecimalSignBit,
        src[offset + 14]);
}

这比<{1}}组合快10倍，我用一堆极值来测试它以确保它有效，但十进制表示并不像其他原始类型的，所以我还不相信它适用于100％的可能十进制值。

理论上，可以有一种方法将这16个连续字节复制到内存中的其他位置并声明为十进制，而不进行任何检查。有人知道这样做的方法吗？

（只有一个问题：虽然小数表示为16个字节，但是某些可能的值不构成有效小数，因此执行未经检查的MemoryStream/BinaryReader可能会破坏事情...）

或者还有其他更快的方法吗？

Answer 1

@Eugene Beresovksy从流中读取的内容非常昂贵。 MemoryStream当然是一个功能强大且功能多样的工具，但直接读取二进制数组的成本相当高。也许正因为如此，第二种方法表现得更好。

我有第三个解决方案，但在我写之前，有必要说我没有测试它的性能。

public static decimal ByteArrayToDecimal(byte[] src, int offset)
{
    var i1 = BitConverter.ToInt32(src, offset);
    var i2 = BitConverter.ToInt32(src, offset + 4);
    var i3 = BitConverter.ToInt32(src, offset + 8);
    var i4 = BitConverter.ToInt32(src, offset + 12);

    return new decimal(new int[] { i1, i2, i3, i4 });
}

这是一种基于二进制文件构建的方法，而不必担心System.Decimal的规范。它是默认的.net位提取方法的反转：

System.Int32[] bits = Decimal.GetBits((decimal)10);

编辑：

这个解决方案可能不会更好，但也没有这个问题："(There's only one problem: Although decimals are represented as 16 bytes, some of the possible values do not constitute valid decimals, so doing an uncheckedmemcpy could potentially break things...)"。

Answer 2

即使这是一个老问题，我有点好奇，所以决定进行一些实验。让我们从实验代码开始。

static void Main(string[] args)
{
    byte[] serialized = new byte[16 * 10000000];

    Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        decimal d = i;

        // Serialize
        using (var ms = new MemoryStream(serialized))
        {
            ms.Position = (i * 16);
            using (var bw = new BinaryWriter(ms))
            {
                bw.Write(d);
            }
        }
    }
    var ser = sw.Elapsed.TotalSeconds;

    sw = Stopwatch.StartNew();
    decimal total = 0;
    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        // Deserialize
        using (var ms = new MemoryStream(serialized))
        {
            ms.Position = (i * 16);
            using (var br = new BinaryReader(ms))
            {
                total += br.ReadDecimal();
            }
        }
    }
    var dser = sw.Elapsed.TotalSeconds;

    Console.WriteLine("Time: {0:0.00}s serialization, {1:0.00}s deserialization", ser, dser);
    Console.ReadLine();
}

结果：Time: 1.68s serialization, 1.81s deserialization。这是我们的基准。我还尝试Buffer.BlockCopy到int[4]，这为反序列化提供了0.42秒。使用问题中描述的方法，反序列化降至0.29秒。

然而，在理论上，可能有办法复制那些16个连续的字节到内存中的其他位置并声明为十进制，没有任何检查。有人知道这样做的方法吗？

是的，最快的方法是使用不安全的代码，这里没问题，因为小数是值类型：

static unsafe void Main(string[] args)
{
    byte[] serialized = new byte[16 * 10000000];

    Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        decimal d = i;

        fixed (byte* sp = serialized)
        {
            *(decimal*)(sp + i * 16) = d;
        }
    }
    var ser = sw.Elapsed.TotalSeconds;

    sw = Stopwatch.StartNew();
    decimal total = 0;
    for (int i = 0; i < 10000000; ++i)
    {
        // Deserialize
        decimal d;
        fixed (byte* sp = serialized)
        {
            d = *(decimal*)(sp + i * 16);
        }

        total += d;
    }
    var dser = sw.Elapsed.TotalSeconds;

    Console.WriteLine("Time: {0:0.00}s serialization, {1:0.00}s deserialization", ser, dser);

    Console.ReadLine();
}

此时，我们的结果是：Time: 0.07s serialization, 0.16s deserialization。很确定这是最快的......但是，你必须在这里接受不安全的东西，而且我认为东西的写法与它的阅读方式相同。

有效地将字节数组转换为Decimal

2 个答案: