Question

我很失望地发现Array.Clone，Array.CopyTo和Array.Copy都可以被一个简单的3行手动编码（;;）循环击败：

    for(int i = 0; i < array.Length; i++)
    {
        retval[i] = array[i];
    }

假设在一个预定大小的数组上执行几百万次操作的基本情况需要10秒。

在每次操作之前使用Array.Clone是非常糟糕的，将时间延长到100秒。

使用Array.CopyTo和Array.Copy只需约45秒。

上面的循环只需要大约20秒。

（忘记这是否会对现实世界产生影响的主观论点，因为在现实世界中，为（>;）循环编写3行代码就像查找数组的文档一样简单类。）

我只是想知道为什么表现如此不同。在旧的C中，最简单的库函数，memcpy（）与上面的（;;）循环的手册大致相同，我想知道是否在.NET中实现了这样的其他数组复制函数（;;）的一个很好的简单，没有任何抽象阻碍了Array.Clone，Array.CopyTo和Array.Copy。

Answer 1

包括分配我得到以下结果：
for loop：104ms
克隆：77毫秒
CopyTo：64ms

以下是代码：

int[] values = new int[16000000];

int[] copiedValues1;
Stopwatch sw = Stopwatch.StartNew();
copiedValues1 = new int[values.Length];
for (int i = 0; i < values.Length; i++)
{
    copiedValues1[i] = values[i];
}
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

int[] copiedValues2;
sw = Stopwatch.StartNew();
copiedValues2 = (int[])values.Clone();
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

int[] copiedValues3;
sw = Stopwatch.StartNew();
copiedValues3 = new int[values.Length];
values.CopyTo(copiedValues3,0);
Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

Answer 2

Array方法是否也必须创建和分配输出数组对象？

Answer 3

您的测试可能有皱纹。快速查看Reflector显示Array.Copy使用externed实现（Array.CopyTo最终使用相同的调用）：

[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall),
ReliabilityContract(Consistency.MayCorruptInstance, Cer.MayFail)]
internal static extern void Copy(
    Array sourceArray, 
    int sourceIndex, 
    Array destinationArray, 
    int destinationIndex, 
    int length, 
    bool reliable);

这开启了内存复制与逐项复制的可能性。我自己在发布模式下进行测试，使用int [1000000] - 随机填充，循环时间为468750，而Array.Copy时间为312500。没有太大差异，但weiqure指出仍然更快。

您可能需要调整测试以确保没有其他因素影响结果。

This post对Object数组进行了类似的观察。

Answer 4

它可能与拳击有关吗？

Answer 5

你没有提到被复制的数组有多大。也许JIT没有为每种类型的数组专门化Array.Copy和Array.Clone，就像它对泛型类型一样。因此，这些方法首先必须检查数组以确定：它是引用类型还是值类型，如果它是值类型，每个条目有多大？

如果我是对的，复制一个小阵列一千万次将导致这些检查不必要地重复一千万次。另一方面，复制一百万个元素阵列可能比手动编码循环更快，因为Array.Copy可能会对大型阵列采用优化。值得注意的是，在您的手动编码循环中

for(int i = 0; i < array.Length; i++)
{
    retval[i] = array[i];
}

JIT将优化数组[i]的范围检查，因为它识别出i始终在范围内;但它可能不会删除retval [i]的范围检查，即使它很容易被证明也在范围内。由于它可能是用本机代码编写的，因此Array.Copy可以避免这些检查。除此之外，Array.Copy可能使用循环展开，对于大字节数组，可能一次复制一个机器字。

但我只是猜想。我不知道如何找出Array.Copy实际上做了什么。

Answer 6

我想注意Array.Clone()与其他人有点不同，因为它负责1）分配新数组和2）复制元素，而CopyTo只是复制现成数组的元素。

换句话说，Array.Clone()必须这样做：

object Clone()
{
    var result = new T[this.Length];
    this.CopyTo(result, 0);
    return result;
}

而像Copy和CopyTo这样的方法只是将元素复制到现有数组中。因此，预计Array.Clone应该花费比其他更长的时间，因为内存不是免费的。

为什么.NET Array类复制如此之慢？

6 个答案: