c#中多维数组技术性能比较

多维数组的三种技术：安全数组访问技术、安全交错数组访问技术和非安全指针访问技术。

时间 = 数组生成时间 + 数组元素访问时间

1、安全数组访问技术：创建较快，访问最慢
          安全数组访问技术最慢。无专用的IL指令。
          安全数组对象生成速度较快，数组的空间是连续的，产生的垃圾少。
     结论：
          如果需要创建大量多维数组，而且并不想频繁地访问这些元素，创建多维数组更快一些。

2、安全交错数组访问技术：创建较慢，访问较快
          交错数组访问技术较快。因为有专用的1维0基数组的IL指令。
          交错数组对象生成速度慢，数组的空间是不连续的，产生的垃圾多。
      结论：
          如果只需要创建一次多维数组，而且要频繁地访问该数组中的元素，交错数组数组访问较快一些。

3、非安全指针访问技术：创建较快，访问最快
          非安全数组对象生成速度较快，数组的空间是连续的，产生的垃圾少。
          非安全数组访问技术的速度非常快。因为使用了非安全的指针。
      结论：
          在性能第一的情况下，可采用非安全指针访问技术。
      缺点：
              这种技术允许在访问数组时关闭索引边界检查。如果这些内存访问是在边界之外，不会抛出异常，
          但可能损坏内存中的数据，破坏类型安全性，进而造成安全漏洞。

下面我会根据例子和内存分布图，来说明他们的性能：

1、安全数组访问技术：int[,] a=new int[2,3];

在内存中会形成如下图：

 

c#中clr把多维数组都看做是非0基数组，那么每次clr都会从索引值中减去偏移量来检查数组是否越界，这样效率肯定不会有多高。

2、安全交错数组访问技术：int[][] a=new int[2][3];

在内存中会形成如下图所示：

这样看到这个安全交错数组实际上是由3个0基一维数组组成，一维0基数组有特殊IL指令，而且这些特殊的ＩＬ指令会导致ＪＩＴ编译器生成优化的代码，性能是最佳的，故他要比安全数组性能要好。

3、非安全指针访问技术：public static int[,] a=new int [,]{{1,2,3},{4,5,6},{7,8,9},{10,11,12}};

public unsafe static void main()

fixed(int* py=&a[2,1])

{

   int* p=py;

 for(int i=0;i<3;i++)

{

p++;

*p=10;

}

foreach(int i in a)

{

console.writeline(i);

}

}

运行结果为：1 2 3 4 5 6 7 8 19 20 21

内存图如下：