多次元配列の初期化のパフォーマンスが遅い

Question

私はかなり説明できない奇妙なパフォーマンス結果があります。

このライン

d = new double[4, 4]{{1, 0, 0, 0}, 
        {0, 1, 0, 0}, 
        {0, 0, 1, 0}, 
        {0, 0, 0, 1},}; 

はこの1つ

d = new double[4, 4]; 
d[0, 0] = 1; d[0, 1] = 0; d[0, 2] = 0; d[0, 3] = 0; 
d[1, 0] = 0; d[1, 1] = 1; d[1, 2] = 0; d[1, 3] = 0; 
d[2, 0] = 0; d[2, 1] = 0; d[2, 2] = 1; d[2, 3] = 0; 
d[3, 0] = 0; d[3, 1] = 0; d[3, 2] = 0; d[3, 3] = 1; 

より4倍遅いようだ（とそれも、この例では、私はこれらすべての= 0の割り当てを残すことができるという事実を考慮していません）

私はc＃の多次元配列のループが境界チェックのために遅くなることがあることを知っています。しかし、ここにループはなく、境界チェックは不要であり、コンパイル時に配列初期化ライン全体を解決することができます。

ただし、2番目のコードブロックでは、最初に配列をゼロに初期化してから、各値を個別に上書きする必要があります。
ここで問題は何ですか？

パフォーマンスが問題になる場合は、この配列を初期化するにはどうすればよいでしょうか？

---

私はパフォーマンスを測定するには、次のコードを使用：

using System; 
using System.Diagnostics; 
class Program 
{ 
    public static double[,] d; // global static variable to prevent the JIT optimizing it away 

    static void Main(string[] args) 
    { 
     Stopwatch watch; 
     int numIter = 10000000; // repeat all tests this often 

     double[,] d2 = new double[4, 4]{{1, 0, 0, 0}, 
             {0, 1, 0, 0}, 
             {0, 0, 1, 0}, 
             {0, 0, 0, 1},}; 

     // ================================================================ 
     // use arrayInitializer: slowest 
     watch = Stopwatch.StartNew(); 
     for (int i = 0; i < numIter; i++) 
     { 
      d = new double[4, 4]{{1, 0, 0, 0}, 
           {0, 1, 0, 0}, 
           {0, 0, 1, 0}, 
           {0, 0, 0, 1},}; 
     } 
     Console.WriteLine("ArrayInitializer: \t{0:0.##########}ms", watch.ElapsedMilliseconds * 1.0/numIter); 

     // ================================================================ 
     // use Array.Copy: faster 
     watch = Stopwatch.StartNew(); 
     for (int i = 0; i < numIter; i++) 
     { 
      d = new double[4, 4]; 
      Array.Copy(d2, d, d2.Length); 
     } 
     Console.WriteLine("new + Array.Copy: \t{0:0.##########}ms", watch.ElapsedMilliseconds * 1.0/numIter); 

     // ================================================================ 
     // direct assignment: fastest 
     watch = Stopwatch.StartNew(); 
     for (int i = 0; i < numIter; i++) 
     { 
      d = new double[4, 4]; 
      d[0, 0] = 1; d[0, 1] = 0; d[0, 2] = 0; d[0, 3] = 0; 
      d[1, 0] = 0; d[1, 1] = 1; d[1, 2] = 0; d[1, 3] = 0; 
      d[2, 0] = 0; d[2, 1] = 0; d[2, 2] = 1; d[2, 3] = 0; 
      d[3, 0] = 0; d[3, 1] = 0; d[3, 2] = 0; d[3, 3] = 1; 
     } 
     Console.WriteLine("direct assignment: \t{0:0.##########}ms", watch.ElapsedMilliseconds * 1.0/numIter); 
    } 
} 

---

結果：あなたは、このような異なる結果を参照してください理由

ArrayInitializer:  0,0007917ms 
new + Array.Copy:  0,0002739ms 
direct assignment:  0,0002281ms 

Answer 1

ここでは、配列初期化子の良い説明で、 ：http://bartdesmet.net/blogs/bart/archive/2008/08/21/how-c-array-initializers-work.aspx

基本的に配列の初期化子にはカスタム構造体の作成が含まれていますが、各項目の直接割り当てはスタック内の直接の割り当てに過ぎません。