首页 星云 工具 资源 星选 资讯 热门工具
:

PDF转图片 完全免费 小红书视频下载 无水印 抖音视频下载 无水印 数字星空

C#|.net core 基础 - 扩展数组添加删除性能最好的方法

编程知识
2024年09月20日 08:02

今天在编码的时候遇到了一个问题,需要对数组变量添加新元素和删除元素,因为数组是固定大小的,因此对新增和删除并不友好,但有时候又会用到,因此想针对数组封装两个扩展方法:新增元素与删除元素,并能到达以下三个目标:

1、性能优异;

2、兼容性好;

3、方便使用;

这三个目标最麻烦的应该就是性能优异了,比较后面两个可以通过泛型方法,扩展方法,按引用传递等语法实现,性能优异却要在十来种实现方法中选出两个最优的实现。那关于数组新增和删除元素你能想到多少种实现呢?下面我们来一起看看那个性能最好。

01、新增元素实现方法对比

1、通过List方法实现

通过转为List,再用AddRange方法添加元素,最后再转为数组返回。代码实现如下:

public static int[] AddByList(int[] source, int[] added)
{
    var list = source.ToList();
    list.AddRange(added);
    return list.ToArray();
}

2、通过IEnumerable方法实现

因为数组实现了IEnumerable接口,所以可以直接调用Concat方法实现两个数组拼接。代码实现如下:

public static int[] AddByConcat(int[] source, int[] added)
{
    return source.Concat(added).ToArray();
}

3、通过Array方法实现

Array有个Copy静态方法可以实现把数组复制到目标数组中,因此我们可以先构建一个大数组,然后用Copy方法把两个数组都复制到大数组中。代码实现如下:

public static int[] AddByCopy(int[] source, int[] added)
 {
     var size = source.Length + added.Length;
     var array = new int[size];
     // 复制原数组  
     Array.Copy(source, array, source.Length);
     // 添加新元素  
     Array.Copy(added, 0, array, source.Length, added.Length);
     return array;
 }

4、通过Span方法实现

Span也有一个类似Array的Copy方法,功能也类似,就是CopyTo方法。代码实现如下:

public static int[] AddBySpan(int[] source, int[] added)
{
    Span<int> sourceSpan = source;
    Span<int> addedSpan = added;
    Span<int> span = new int[source.Length + added.Length];
    // 复制原数组
    sourceSpan.CopyTo(span);
    // 添加新元素
    addedSpan.CopyTo(span.Slice(sourceSpan.Length)); 
    return span.ToArray();
}

我想到了4种方法来实现,如果你有不同的方法希望可以给我留言,不吝赐教。那么那种方法效率最高呢?按我理解作为现在.net core性能中的一等公民Span应该性能是最好的。

我们也不瞎猜了,直接来一组基准测试对比。我们对4个方法,分三组测试,每组分别随机生成两个100、1000、10000个元素的数组,然后每组再进行10000次测试。

测试结果如下:

整体排名:AddByCopy > AddByConcat > AddBySpan > AddByList。

可以发现性能最好的竟然是Array的Copy方法,不但速度最优,而且内存使用方面也是最优的。

而我认为性能最好的Span整体表现还不如IEnumerable的Concat方法。

最终Array的Copy方法完胜。

02、删除元素实现方法对比

1、通过List方法实现

还是先把数组转为List,然后再用RemoveAll进行删除,最后把结果转为数组返回。代码实现如下:

public static int[] RemoveByList(int[] source, int[] added)
{
    var list = source.ToList();
    list.RemoveAll(x => added.Contains(x));
    return list.ToArray();
}

2、通过IEnumerable方法实现

因为数组实现了IEnumerable接口,所以可以直接调用Where方法进行过滤。代码实现如下:

public static int[] RemoveByWhere(int[] source, int[] added)
{
     return source.Where(x => !added.Contains(x)).ToArray();
}

3、通过Array方法实现

Array有个FindAll静态方法可以实现根据条件查找数组。代码实现如下:

public static int[] RemoveByArray(int[] source, int[] added)
{
    return Array.FindAll(source, x => !added.Contains(x));
}

4、通过For+List方式实现

直接遍历原数组,把满足条件的元素放入List中,然后转为数组返回。代码实现如下:

public static int[] RemoveByForList(int[] source, int[] added)
{
    var list = new List<int>();
    foreach (int item in source)
    {
        if (!added.Contains(item))
        {
            list.Add(item);
        }
    }
    return list.ToArray();
}

5、通过For+标记+Copy方式实现

还是直接遍历原数组,但是我们不创建新集合,直接把满足的元素放在原数组中,因为从原数组第一个元素迭代,如果元素满足则放入第一个元素其索引自动加1,如果不满足则等下一个满足的元素放入其索引保持不变,以此类推,直至所有元素处理完成,最后再把原数组中满足要求的数组复制到新数据中返回。代码实现如下:

public static int[] RemoveByForMarkCopy(int[] source, int[] added)
{
    var idx = 0;
    foreach (var item in source)
    {
        if (!added.Contains(item))
        {
            // 标记有效元素
            source[idx++] = item; 
        }
    }
    // 创建新数组并复制有效元素
    var array = new int[idx];
    Array.Copy(source, array, idx);
    return array;
}

6、通过For+标记+Resize方式实现

这个方法和上一个方法实现基本一致,主要差别在最后一步,这个方法是直接通过Array的Resize静态方法把原数组调整为我们要的并返回。代码实现如下:

public static int[] RemoveByForMarkResize(int[] source, int[] added)
{
    var idx = 0;
    foreach (var item in source)
    {
        if (!added.Contains(item))
        {
            //标记有效元素
            source[idx++] = item; 
        }
    }
    //调整数组大小
    Array.Resize(ref source, idx); 
    return source;
}

同样的我们再做一组基准测试对比,结果如下:

可以发现最后两个方法随着数组元素增加性能越来越差,而其他四种方法相差不大。既然如此我们就选择Array原生方法FindAll。

03、实现封装方法

新增删除的两个方法已经确定,我们第一个目标就解决了。

既然要封装为公共的方法,那么就必要要有良好的兼容性,我们示例虽然都是用的int类型数组,但是实际使用中不知道会碰到什么类型,因此最好方式是选择泛型方法。这样第二个目标就解决了。

那么第三个目标方便使用要怎么办呢?第一想法既然做成公共方法了,直接做一个帮助类,比如ArrayHelper,然后把两个实现方法直接以静态方法放进去。

但是我更偏向使用扩展方法,原因有二,其一可以利用编辑器直接智能提示出该方法,其二代码更简洁。形如下面两种形式,你更喜欢那种?

//扩展方法
var result = source.Add(added);
//静态帮助类方法
var result = ArrayHelper.Add(source, added);

现在还有一个问题,这个方法是以返回值的方式返回最后的结果呢?还是直接修改原数组呢?两种方式各有优点,返回新数组,则原数组不变便于链式调用也避免一些副作用,直接修改原数组内存效率高。

我们的两个方法是新增元素和删除元素,其语义更贴合对原始数据进行操作其结果也作用在自身。因此我更倾向无返回值的方式。

那现在有个尴尬的问题,不知道你还记得我们上一章节《C#|.net core 基础 - 值传递 vs 引用传递》讲的值传递和引用传递,这里就有个这样的问题,如果我们现在想用扩展方法并且无返回值直接修改原数组,那么需要对扩展方法第一个参数使用ref修饰符,但是扩展方法对此有限制要求【第一个参数必须是struct 或是被约束为结构的泛型类型】,显示泛型数组不满足这个限制。因此无法做到我心目中最理想的封装方式了,下面看看扩展方法和帮助类的代码实现,可以按需使用吧。

public static class ArrayExtensions
{
    public static T[] AddRange<T>(this T[] source, T[] added)
    {
        var size = source.Length + added.Length;
        var array = new T[size];
        Array.Copy(source, array, source.Length);
        Array.Copy(added, 0, array, source.Length, added.Length);
        return array;
    }
    public static T[] RemoveAll<T>(this T[] source, Predicate<T> match)
    {
        return Array.FindAll(source, a => !match(a));
    }
}
public static class ArrayHelper
{
    public static void AddRange<T>(ref T[] source, T[] added)
    {
        var size = source.Length + added.Length;
        var array = new T[size];
        Array.Copy(source, array, source.Length);
        Array.Copy(added, 0, array, source.Length, added.Length);
        source = array;
    }
    public static void RemoveAll<T>(ref T[] source, Predicate<T> match)
    {
        source = Array.FindAll(source, a => !match(a));
    }
}

:测试方法代码以及示例源码都已经上传至代码库,有兴趣的可以看看。https://gitee.com/hugogoos/Planner

From:https://www.cnblogs.com/hugogoos/p/18421745
本文地址: http://www.shuzixingkong.net/article/2148
0评论
提交 加载更多评论
其他文章 大模型应用开发初探 : 通用函数调用Planner
自动函数调用对大模型有较高的要求,比如Azure OpenAI、智谱AI等这些收费的大模型产品就能很好地规划和处理函数调用,而像是一些开源的小参数量的模型例如qwen2-7b-instruct这种可能效果就不太好。刚好,之前在网上看到一位大佬的开源通用函数调用的方案,于是重构了一下上一篇的Agent
大模型应用开发初探 : 通用函数调用Planner 大模型应用开发初探 : 通用函数调用Planner 大模型应用开发初探 : 通用函数调用Planner
【VMware VCF】使用 VCF Import Tool 将现有 vSphere 环境转换为管理域。
VMware Cloud Foundation 5.2 发布并引入了一个新的功能,借助 VCF Import Tool 工具可以将现有 vSphere 环境直接转换(Convert)为管理工作负载域或者导入(Import)为 VI 工作负载域。通过这种能力,客户无需购买新硬件和进行复杂的部署和迁移工
【VMware VCF】使用 VCF Import Tool 将现有 vSphere 环境转换为管理域。 【VMware VCF】使用 VCF Import Tool 将现有 vSphere 环境转换为管理域。 【VMware VCF】使用 VCF Import Tool 将现有 vSphere 环境转换为管理域。
Parquet.Net: 将 Apache Parquet 移植到 .NET
Parquet.Net 是一个用于读取和写入 Apache Parquet 文件的纯 .NET 库,使用MIT协议开源,github仓库:https://github.com/aloneguid/parquet-dotnet。Apache Parquet 是一种面向大数据的列式存储格式。Parque
Parquet.Net: 将 Apache Parquet 移植到 .NET
.NET常见的几种项目架构模式,你知道几种?(附带使用情况投票)
前言 项目架构模式在软件开发中扮演着至关重要的角色,它们为开发者提供了一套组织和管理代码的指导原则,以提高软件的可维护性、可扩展性、可重用性和可测试性。 假如你有其他的项目架构模式推荐,欢迎在文末留言&#129310;!!! 项目架构模式使用情况收集(微信投票,请在微信中打开参与):https://
.NET常见的几种项目架构模式,你知道几种?(附带使用情况投票) .NET常见的几种项目架构模式,你知道几种?(附带使用情况投票) .NET常见的几种项目架构模式,你知道几种?(附带使用情况投票)
Shiro-550—漏洞分析(CVE-2016-4437)
目录漏洞原理源码分析加密过程解密过程漏洞复现 漏洞原理 Shiro-550(CVE-2016-4437)反序列化漏洞 在调试cookie加密过程的时候发现开发者将AES-CBC用来加密的密钥硬编码了,并且所以导致我们拿到密钥后可以精心构造恶意payload替换cookie,然后让后台最后解密的时候进
Shiro-550—漏洞分析(CVE-2016-4437) Shiro-550—漏洞分析(CVE-2016-4437) Shiro-550—漏洞分析(CVE-2016-4437)
基于语义增强的少样本检测,突破新类别偏见 | ICIP'24
Few-shot目标检测(FSOD)旨在在有限标注实例的情况下检测新颖对象,在近年取得了显著进展。然而,现有方法仍然存在偏见表示问题,特别是在极低标注情况下的新颖类别。在微调过程中,一种新颖类别可能会利用来自相似基础类别的知识来构建自己的特征分布,导致分类混淆和性能下降。为了解决这些挑战,论文提出了
基于语义增强的少样本检测,突破新类别偏见 | ICIP'24 基于语义增强的少样本检测,突破新类别偏见 | ICIP'24 基于语义增强的少样本检测,突破新类别偏见 | ICIP'24
SaaS架构:流程架构分析
大家好,我是汤师爷~ 今天聊聊SaaS架构中的流程架构分析。 业务流程的概念 业务流程是企业为实现目标而制定的一套系统化的工作方法。它由一系列有序的业务活动组成,按照既定规则将资源(输入)转化为有价值的结果(输出)。这一过程需结合企业的具体情况和可用资源,旨在为客户创造价值,同时达成企业目标。 通过
SaaS架构:流程架构分析 SaaS架构:流程架构分析 SaaS架构:流程架构分析
.NET 7+Angular 4 轻量级新零售进销存系统
前言 给大家推荐一个专为新零售快消行业打造了一套高效的进销存管理系统。 系统不仅具备强大的库存管理功能,还集成了高性能的轻量级 POS 解决方案,确保页面加载速度极快,提供良好的用户体验。 项目介绍 Dorisoy.POS 是一款基于 .NET 7 和 Angular 4 开发的新零售快消进销存管理
.NET 7+Angular 4 轻量级新零售进销存系统 .NET 7+Angular 4 轻量级新零售进销存系统 .NET 7+Angular 4 轻量级新零售进销存系统