跨度和二维数组

Question

是否可以将新的 System.Memory Span 结构与二维数据数组一起使用？

double[,] testMulti = 
    {
        { 1, 2, 3, 4 },
        { 5, 6, 7, 8 },
        { 9, 9.5f, 10, 11 },
        { 12, 13, 14.3f, 15 }
    };

double[] testArray = { 1, 2, 3, 4 };
string testString = "Hellow world";

testMulti.AsSpan(); // Compile error
testArray.AsSpan();
testString.AsSpan();

虽然 testArray 和 testString 有 AsSpan 扩展，但 testMulti 不存在这样的扩展。

Span 的设计仅限于处理一维数据数组吗？
我还没有找到使用 Span 处理 testMulti 数组的明显方法。

Answer 1

您可以创建一个具有非托管内存的

Span

。这将允许您不加区别地“切片和切块”。

unsafe
{
    Span<T> something = new Span<T>(pointerToarray, someLength); 
}

完整演示

unsafe public static void Main(string[] args)
{
   double[,] doubles =  {
         { 1, 2, 3, 4 },
         { 5, 6, 7, 8 },
         { 9, 9.5f, 10, 11 },
         { 12, 13, 14.3f, 15 }
      };

   var length = doubles.GetLength(0) * doubles.GetLength(1);

   fixed (double* p = doubles)
   {
      var span = new Span<double>(p, length);
      var slice = span.Slice(6, 5);

      foreach (var item in slice)
         Console.WriteLine(item);
   }
}

输出

7
8
9
9.5
10

其他选项是重新分配到单维数组，承担惩罚并且

不要Pass-Go

BlockCopy
• 或直接 p/调用
memcpy
• 并使用

  unsafe

  和指针
Cast<T>
• 例如

  multiDimensionalArrayData.Cast<byte>().ToArray()

前 2 个对于大型数组来说性能更高。

Answer 2

MemoryMarshal.CreateSpan

和

MemoryMarshal.GetArrayDataReference

。

public static Span<T> AsSpan<T>(this Array array)
{
    return MemoryMarshal.CreateSpan(ref Unsafe.As<byte, T>(ref MemoryMarshal.GetArrayDataReference(array)), array.Length);
}

点网小提琴 这适用于数组的所有维度。如果您希望泛型类型推断起作用，则需要为每个等级（维度级别）使用单独的函数，例如

AsSpan<T>(this T[,] array)

和

AsSpan<T>(this T[,,] array)

。

public static Span<T> AsSpan<T>(this T[,] array) => ((Array)array).AsSpan();

public static Span<T> AsSpan<T>(this T[,,] array) => ((Array)array).AsSpan();

public static Span<T> AsSpan<T>(this T[,,,] array) => ((Array)array).AsSpan();

// etc

Answer 3

查看文档

这里

。 您可以在此处
找到寻址 nuget 包。 该软件包还提供了 Memory2D。

 var arr = new int[,] { {1,2,3},{2,2,3},{3,2,3} };
 var spn = arr.AsSapn2D();
 // Now use it similar to a normal span
 // The access is of course a bit different since we are using a 2D data structure.
 Console.WriteLine(spn[0..2,..]);

Answer 4

您当然可以将各种结构映射到一维内存上，但 Span 类不会为您做这件事。但你可以轻松地自己写一些东西，例如：

public class Span2D<T> where T : struct
{
    protected readonly Span<T> _span;
    protected readonly int _width;
    protected readonly int _height;

    public Span2D(int height, int width)
    {
        T[] array = new T[_height * _width];
        _span = array.AsSpan();
    }

    public T this[int row, int column]
    {
        get
        {
            return _span[row * _height + column];
        }
        set
        {
            _span[row * _height + column] = value;
        }
    }
}

棘手的部分是实现

Slice()

，因为对于二维结构来说语义有点模糊。您可能只能按其中一个维度对这种结构进行切片，因为按另一个维度对它进行切片会导致内存不连续。

Answer 5

您需要首先使用

将二维数组转换为列表（一维）的快速方法

或转换二维数组中所示的技术来获取一个新的单维数组。

Answer 6

double[][] testMulti = 
    {
        new double[] { 1, 2, 3, 4 },
        new double[] { 5, 6, 7, 8 },
        new double[] { 9, 9.5f, 10, 11 },
        new double[] { 12, 13, 14.3f, 15 }
    };

Span<double[]> span = testMulti.AsSpan(2, 1);
Span<double> slice = span[0].AsSpan(1, 2);

foreach (double d in slice)
    Console.WriteLine(d);

slice[0] = 10.5f;

Console.Write(string.Join(", ", testMulti[2]));

Console.ReadLine();

输出

9.5
10
9, 10.5, 10, 11