Question

昨晚我玩了一些用PowerShell编写的排序算法。事先我必须生成一个随机整数数组，以便可以进行排序。但是，生成数组的时间使我花费了太长时间，因此我改进了代码以使其尽可能快地运行。

我的最终代码如下：

$max = 1000000
$RndNumberArr = New-Object System.Collections.ArrayList
$ran = New-Object Random
for ($i = 0; $i -lt $max; $i++)
{ 
    [void]$RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max))    
}

使用Measure-Command，我的平均执行时间约为2.5秒。

我注意到使用ArrayList比使用固定大小的数组要快（对我来说这没有多大意义，有更快的东西吗？）

此外，使用.NET方法random.Next()代替CMDLet Get-Random也可以提高速度（节省30秒）。

使用.NET方法有什么缺点吗？

我也认为使用

[void]$RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max))

为防止Array.Add输出比使用

快一点

$RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max)) > $null

我对吗？

CMDLet具有明显的时差，是最慢的。

$RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max)) | Out-Null

我的计算机硬件（特别是CPU）是否会影响PowerShell的执行速度，或者速度是否在某个时候受到限制？如果是这样，是否有办法增强分配的系统资源以提高速度？

非常感谢。

Answer 1

如果您的目标是生成大量随机整数，则建议完全避免列表管理：

$r = [Random]::new()
$max = 1000000
$list = foreach ($i in 1..$max)
{
    $r.Next(0, $max)
}

与使用for循环相比，此代码的运行速度几乎快一倍（大约1.4-1.5秒和2.6秒）。

Answer 2

TheIncorrigible1's helpful answer提供最快的解决方案，有两个原因：

通过隐式收集foreach循环的所有输出，它使 PowerShell 为您构造数组。
它将 range语法与foreach（1..$max）结合使用，而不是使用算术的for循环；尽管使用范围语法的foreach循环会消耗更多的内存-索引数组必须预先构建为一个整体-明显比算术for循环要快。

我注意到使用ArrayList比使用固定大小的Array更快

那是因为 .NET数组是 fixed-size 个集合，所以您不能添加个元素到数组中以迭代地构造它。

PowerShell通过允许您执行 $array += ... 来向您隐藏该事实，但是在幕后要做的就是每次创建一个 new 数组，包括所有原始元素和新元素。因此，在多次迭代的循环中，必须在每次迭代中创建一个新数组，这会导致非常差的性能。

This GitHub issue建议在将来进行潜在的增强，以允许以PowerShell惯用的方式构造固有可扩展的列表。

我也认为 [void]$RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max)) 以防止Array.Add输出比使用更快 $RndNumberArr.Add($ran.Next(0,$max)) > $null 我说的对吗？

是的，使用表达式 [void]的输出速度更快，尽管出于语法上的方便，您应该考虑使用同样快的$null = ... ，因为=的运算符优先级最低，因此与(...)不同，您无需担心将RHS包含在[void]中，因为 cast 具有较高的优先级。

使用.NET方法有什么缺点吗？

首先让我们说明上方：

几乎可以调用任何.NET类型的方法是PowerShell的一项强大功能-每当PowerShell不通过其cmdlet /函数和运算符提供功能或没有为其提供足够性能时，.NET类型的方法通常会这样做。

也就是说，有缺点：

在语法上，方法语法（(...)周围的参数列表中的,）可能会与PowerShell的参数模式混淆（命令）语法（类似shell：在参数之间用{em> 隔开的(...)周围没有空格）； Set-StrictMode -Version 2或更高版本可以帮助您检测无意间使用方法语法调用PowerShell cmdlet /函数的尝试。
虽然很少见，但由于PowerShell的 late-bound 性质，在更高版本的.NET Framework版本中引入的新方法重载有可能破坏现有代码 ：如果新的重载碰巧导致现有代码绑定到它们，则事情可能会中断。
- 一个具体示例是.NET 4.5.1中[System.Runtime.InteropServices.Marshal]::sizeof()方法的新重载引入-请参见https://github.com/PowerShell/PowerShell/issues/3809#issuecomment-302804271
.NET类型方法的帮助未与PowerShell的帮助系统集成。

我的计算机硬件（特别是CPU）是否会影响PowerShell的执行速度，或者速度是否在某个时候受到限制？如果是这样，是否有办法增强分配的系统资源以提高速度？

我知道没有CPU的使用限制，但是我不能说是否/如何使用多个CPU /内核-如果有人知道，请告诉我们。

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通常来说，如果如果适合于给定任务，则 parallelization 可能会加快处理速度，并且有几种方法可以做到：

将{em>后台作业与Start-Job
作为一种更快的替代方法，使用 PowerShell SDK 为每个进程创建多个运行空间，这些由社区提供的PoshRSJob module以打包好的PowerShell惯用格式提供
在Windows PowerShell中，工作流提供并行执行。
最后-同样， if 对于手头的任务来说是可行的-您可以使用Invoke-Command将任务分散在多台计算机上，以并行执行。

PowerShell执行速度的提高

2 个答案: