Question

我正在尝试编写一个小型F＃线性代数库（对于具有小矩阵的应用程序，因此内存不是问题），我想知道哪个数据结构在元素查找时间方面具有最佳性能特征，因为我需要它来定义矩阵运算？

Answer 1

我有点不清楚被问到了什么。

阵列当然是O（1），所以我希望它们是正确的答案。（Brian的经验法则：如果你想要快速的东西，那么每种语言的答案都是一样的 - 使用一组结构。）

如果你需要更稀疏的东西，那就是.NET Dictionary和HashSet类（使用散列），以及F＃Map和Set类型（使用树） /比较）。 Dictionary可能是次佳尝试。

但是我当然希望这要么取决于细节（密度，地点/访问模式......），要么根本不重要（其他因素压倒它）。

在一天结束时，就像每个表现问题一样：衡量。

Answer 2

如果“小”是2维或3维，那么结构。对于略大的“小”，请使用具有显式组件的引用类型。如果元素的数量超过大约30，那么使用单个数组并自己i + n*j。避免使用.NET的2D数组，因为它们比必要的慢几倍。真的避免使用F＃的Matrix类型进行逐元素操作，因为它会像动态调度一样疯狂（速度慢一个数量级）。数组数组很好，但自己编制索引可以对索引进行更多的JIT优化。

Answer 3

最有效的表示可能是一个可变数组（二维应该可以很好地工作）。索引的查找是O（1），因此它可以获得最高效率。即使数组是可变的，您仍然可以使用它来开发不可变（功能）矩阵类型 - 您需要做的就是避免变异数组。编译器不会检查这一点，但数据结构对于用户来说可以是纯粹的功能。

这样的事情可能是一个很好的起点：

// Constructor takes the data of the matrix
type Matrix(data:float[,]) =
  // Expose data only for private purposes (cannot be mutated by the user!)
  member private x.Data = data
  // All operations create new array as the result
  static member (+) (a:Matrix, b:Matrix) = 
    // TODO: Check that arrays have the same size
    let res = Array2D.init (a.Data.GetLength(0)) (a.Data.GetLength(1)) 
      (fun i j -> a.Data.[i, j] + a.Data.[i, j])
    new Matrix<_>(res)

在F＃中使用最快元素查找的数据结构？

3 个答案: