Question

我目前正参与一个项目，我的图像量非常大。此卷必须非常快速地处理（加，减，阈值等）。此外，大多数卷都非常大，以至于它们的事件不适合系统的内存。出于这个原因，我创建了一个抽象卷类（VoxelVolume），它承载卷和图像数据并重载运算符，以便可以对卷执行常规数学运算。因此打开了另外两个问题，我将把它们放入另外两个线程的堆栈流中。

这是我的第一个问题。我的卷的实现方式只能包含float数组，但大多数包含的数据来自UInt16图像源。只有卷上的操作才能创建浮点数组图像。

当我开始实现这样一个卷时，该类看起来如下：

public abstract class VoxelVolume<T> 
{
...
}

然后我意识到重载运算符或返回值会变得更复杂。一个例子是：

public abstract class VoxelVolume<T>
{
...
    public static VoxelVolume<T> Import<T>(param string[] files) 
    {
    } 
}

同时添加两个重载运算符会更复杂：

...
public static VoxelVolume<T> operator+(VoxelVolume<T> A, VoxelVolume<T> B)
{
...
}

让我们假设我可以克服上述问题，但是我有不同类型的包含图像数据的数组。因为我已经修改了我的卷中的类型浮动没有问题，我可以在添加两个图像卷数组的内容时进行不安全的操作。我在这里阅读了几个主题并浏览了一下网页，但是当我想快速添加两个不同类型的数组时，却没有找到真正好的解释。不幸的是，对泛型的每个数学运算都是不可能的，因为C＃无法计算基础数据类型的大小。当然可以通过使用C ++ / CLR解决这个问题，但目前我所做的一切都是在32位和64位运行而不必做任何事情。在我看来切换到C ++ / CLR（很高兴纠正我，如果我错了），我已经绑定到某个平台（32位），当我让应用程序在另一个平台（64位）上运行时，我必须编译两个程序集。这是真的吗？

很快就被问到：如何以快速的方式添加两个不同类型的两个数组呢？是不是C＃的开发人员没有想到这一点。切换到另一种语言（C＃ - ＆gt; C ++）似乎不是一种选择。

我意识到只是执行此操作

float []A = new float[]{1,2,3};  
byte  []B = new byte[]{1,2,3};

float []C = A+B;

是不可能的，也是不必要的，尽管如果能起作用会很好。我尝试的解决方案如下：

public static class ArrayExt
{
    public static unsafe TResult[] Add<T1, T2, TResult>(T1 []A, T2 []B)
    {
       // Assume the length of both arrays is equal
       TResult[] result = new TResult[A.Length];

       GCHandle h1 = GCHandle.Alloc (A, Pinned);
       GCHandle h2 = GCHandle.Alloc (B, Pinned);
       GCHandle hR = GCHandle.Alloc (C, Pinned);

       void *ptrA = h1.ToPointer();
       void *ptrB = h2.ToPointer();
       void *ptrR = hR.ToPointer();

       for (int i=0; i<A.Length; i++)
       {
          *((TResult *)ptrR) = (TResult *)((T1)*ptrA + (T2)*ptrB));
       }

       h1.Free();
       h2.Free();
       hR.Free();

       return result;
    }
}

如果上面的代码不太正确，请原谅，我是在不使用C＃编辑器的情况下编写的。上面显示的这种解决方案是否可以理解？如果我犯了错误或者描述了一些不完整的东西，请随时询问。

感谢您的帮助马丁

Answer 1

这似乎是“为什么我们没有INumerical接口”的（复杂）版本。

对最后一个问题的简短回答是：不，转向不安全的指针是没有解决办法的，编译器仍然无法找出+中的((T1)*ptrA + (T2)*ptrB))。

Answer 2

如果您只有float和UInt32等几种类型，请提供所有需要的转化功能，例如从VoxelVolume<UInt32>到VoxelVolume<float>，并对{{VoxelVolume<float>进行数学运算1}}。对于大多数实际情况来说，这应该足够快。您甚至可以提供从VoxelVolume<T1>到VoxelVolume<T2>的通用转换函数（如果T1可以转换为T2）。另一方面，如果你真的需要一个

public static VoxelVolume<T2> operator+(VoxelVolume<T1> A,VoxelVolume<T2> B)

每个数组元素的类型从T1转换为T2，是什么阻碍了您编写此类运算符？

Answer 3

导入，作为泛型类的成员，可能也不需要本身是通用的。如果是这样，你绝对不应该对类的泛型参数和函数的泛型参数使用相同的名称T。

你可能正在寻找的是Marc Gravell的Generic Operators

至于你关于C ++ / CLI的问题，如果你使用模板而不是泛型，这可能会有所帮助，因为typename T的所有可能值都在编译时被控制，编译器会查找每个的运算符。此外，您可以使用/clr:pure或/clr:safe，在这种情况下，您的代码将是MSIL，可以在AnyCPU上运行，就像C＃一样。

Answer 4

不可否认，我没有阅读整个问题（这有点太长了），但是：

VoxelVolume<T> where T : ISummand ... T a; a.Add(b)
static float Sum (this VoxelVolume<float> self, VoxelVolume<float> other) {...}
要在任何有意义的意义上将float添加到byte，您必须将byte转换为float。因此，将字节数组转换为浮点数组然后添加它们，只会丢失一些内存。

C＃Generic Arrays和数学运算

4 个答案: