在C#中将int转换为4字节的最快方法

时间:2012-01-11 22:28:52

标签: c# .net bit-manipulation

在C#中将int转换为4字节的最快方法是什么?

执行时间最快,而不是开发时间。

我自己的解决方案就是这段代码:

byte[] bytes = new byte[4];
unchecked
{
 bytes[0] = (byte)(data >> 24);
 bytes[1] = (byte)(data >> 16);
 bytes[2] = (byte)(data >> 8);
 bytes[3] = (byte)(data);
}

现在,我发现我的解决方案优于structBitConverter几个刻度。

我认为不安全可能是最快的选择,并接受这个作为答案,但我更愿意使用托管选项。

9 个答案:

答案 0 :(得分:16)

  

在C#中将int转换为4字节的最快方法是什么?

使用BitConverter及其GetBytes重载,需要32位整数:

int i = 123;
byte[] buffer = BitConverter.GetBytes(i);

答案 1 :(得分:15)

使用不安全代码的字节*转换是迄今为止最快的:

    unsafe static void Main(string[] args) {
        int i = 0x12345678;
        byte* pi = (byte*)&i;
        byte lsb = pi[0];  
        // etc..
    }

这也是BitConverter所做的,这段代码避免了创建数组的成本。

答案 2 :(得分:10)

我已经研究了将基本类型序列化为字节数组所需的时间。当你已经有一个数组和偏移量来放置你的数据时,我就这样做了。我猜这是一个非常重要的案例,与理论相比,得到一个4字节的数组,因为当你序列化某些东西时,它正是你所需要的。我已经发现什么方法的答案更快取决于你想要序列化的类型。我尝试过几种方法:

  1. 带有额外缓冲区溢出检查的不安全引用
  2. GetBytes +结果Buffer.BulkCopy(这与1加上开销基本相同)
  3. 直接分配班次(     m_Bytes[offset] = (byte)(value >> 8)
  4. 使用shift和bitwise&进行直接分配     m_Bytes[offset] = (byte)((i >> 8) & 0xFF)
  5. 我完成了所有测试10毫升。以下是以毫秒为单位的结果

          Long   Int   Short  Byte   Float   Double
    1     29     32     31     30     29      34
    2     209    233    220    212    208     228
    3     63     24     13     8      24      44
    4     72     29     14          
    

    正如您所看到的那样,对于long和double,不安全的方式要快得多(无符号版本与其签名版本大致相同,因此它们不在表中)。对于short / int / float,最快的方法是使用shift进行2/4/4分配。对于字节,最快的显然是简单的赋值。所以关于原始问题 - 分配方式是最好的。这是以最快的方式进行此类功能的示例:

        public static void WriteInt(byte[] buffer, int offset, int value)
        {
            m_BytesInt[offset] = (byte)(value >> 24);
            m_BytesInt[offset + 1] = (byte)(value >> 16);
            m_BytesInt[offset + 2] = (byte)(value >> 8);
            m_BytesInt[offset + 3] = (byte) value;
        }
    

    P.S。测试在x64环境下运行,代码在发布模式下编译为cpu any(运行时为x64)。

答案 3 :(得分:8)

最快的方法是使用包含4个字节的结构。

  • 在定义的布局中(在字节位置0,1,2,3
  • 从位置0开始的int32。
  • 输入4个变量,读出字节。
  • 完成。

明显快于BitConverter。

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/system.runtime.interopservices.structlayoutattribute.aspx

具有必要的属性。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct FooUnion
{
    [FieldOffset(0)]
    public byte byte0;
    [FieldOffset(1)]
    public byte byte1;
    [FieldOffset(2)]
    public byte byte2;
    [FieldOffset(3)]
    public byte byte3;

    [FieldOffset(0)]
    public int integer;

}

答案 4 :(得分:6)

请注意,BitConverter可能不是最快的,如下面的测试所示。

使用BitConverter类,特别是采用GetBytes参数的Int32方法:

var myInt = 123;
var bytes = BitConverter.GetBytes(myInt);

您可以使用BitConverter.IsLittlEndian根据CPU架构确定字节顺序。


编辑:由于编译器优化,以下测试无法确定。


using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Diagnostics;
using System.Runtime.InteropServices;

namespace ConsoleApplication1
{
    [StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
    struct FooUnion
    {
        [FieldOffset(0)]
        public byte byte0;
        [FieldOffset(1)]
        public byte byte1;
        [FieldOffset(2)]
        public byte byte2;
        [FieldOffset(3)]
        public byte byte3;

        [FieldOffset(0)]
        public int integer;
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            testUnion();
            testBitConverter();

            Stopwatch Timer = new Stopwatch();

            Timer.Start();
            testUnion();
            Timer.Stop();

            Console.WriteLine(Timer.ElapsedTicks);

            Timer = new Stopwatch();

            Timer.Start();
            testBitConverter();
            Timer.Stop();

            Console.WriteLine(Timer.ElapsedTicks);
            Console.ReadKey();
        }

        static void testBitConverter()
        {
            byte[] UnionBytes;

            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                UnionBytes = BitConverter.GetBytes(i);
            }
        }

        static void testUnion()
        {
            byte[] UnionBytes;

            for (int i = 0; i < 10000; i++)
            {
                FooUnion union = new FooUnion() { integer = i };

                UnionBytes = new byte[] { union.byte0, union.byte1, union.byte2, union.byte3 };

            }
        }
    }
}

答案 5 :(得分:4)

这里的许多人似乎都在争论BitConverter是否比专用的struct更好。基于BCL源代码,BitConverter.GetBytes()看起来像这样:

public static unsafe byte[] GetBytes(int value)
{
    byte[] buffer = new byte[4];
    fixed (byte* bufferRef = buffer)
    {
        *((int*)bufferRef) = value;
    }
    return buffer;
}

从我的观点来看,它更干净,看起来比对显式结构进行1整数+4字节赋值更快。

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct IntByte
{
  [FieldOffset(0)]
  public int IntVal;
  [FieldOffset(0)]
  public byte Byte0;
  [FieldOffset(1)]
  public byte Byte1;
  [FieldOffset(2)]
  public byte Byte2;
  [FieldOffset(3)]
  public byte Byte3;
}

new IntByte { IntVal = 10 } -> Byte0, Byte1, Byte2, Byte3.

答案 6 :(得分:2)

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        unsafe{
            byte[] byteArray = new byte[4];
            for(int i = 0; i != int.MaxValue; ++i)
            {
            fixed(byte* asByte = byteArray)
               *((int*)asByte) = 43;
               }
        }
        Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
        Console.Read();
    }
}

我的机器平均约2770毫秒,而

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct Switcher
{
  [FieldOffset(0)]
  public int intVal;
  [FieldOffset(0)]
  public byte b0;
  [FieldOffset(1)]
  public byte b1;
  [FieldOffset(2)]
  public byte b2;
  [FieldOffset(3)]
  public byte b3;
}
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Stopwatch sw = new Stopwatch();
        sw.Start();
        byte[] byteArray = new byte[4];
        Switcher swi = new Switcher();
        for(int i = 0; i != int.MaxValue; ++i)
        {
          swi.intVal = 43;
          byteArray[0] = swi.b0;
          byteArray[1] = swi.b1;
          byteArray[2] = swi.b2;
          byteArray[3] = swi.b3;
        }
        Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
        Console.Read();
    }
}

平均值约为4510毫秒。

答案 7 :(得分:1)

我认为这可能是C#中最快的方式..(将字节数组初始化为4x的int流w / int32

        private MemoryStream Convert(int[] Num, byte[] Bytes)
    {
        Buffer.BlockCopy(Num, 0, Bytes, 0, Bytes.Length);
        MemoryStream stream = new MemoryStream(Bytes);
        return stream;
    }

答案 8 :(得分:1)

联合是将整数拆分为字节的最快方法。下面是一个完整的程序,其中C#优化器无法优化字节分割操作,因为每个字节都被求和并打印出总和。

我的笔记本电脑上的时间对于联盟来说是 419毫秒,对于BitConverter来说是 461毫秒。但是,速度增益要大得多。

此方法用于开源高性能算法HPCsharp库中,该方法中的Union方法为Radix Sort提供了很好的性能提升。

联合更快,因为它不执行按位屏蔽和移位,而只是从4字节整数中读取适当的字节。

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