C＃结构分配效率

Question

在C＃中，我有一个结构数组，我需要为每个结构赋值。 最有效的方法是什么？ 我可以分配每个字段，为每个字段索引数组：

array[i].x = 1;
array[i].y = 1;

我可以在堆栈上构造一个新的结构并将其复制到数组中：

array[i] = new Vector2(1, 2);

还有另外一种方法吗？ 我可以调用一个方法并通过ref传递结构，但我猜测方法调用开销不值得。

如果结构大小很重要，那么所讨论的结构有2-4个float或byte类型的字段。

在某些情况下，我需要为多个数组条目分配相同的值，例如：

Vector2 value = new Vector2(1, 2);
array[i] = value;
array[i + 1] = value;
array[i + 2] = value;
array[i + 3] = value;

这会改变哪种方法更有效吗？

我知道这是相当低的水平，但我做了数百万次，我很好奇。

编辑：我打了一个基准：

this.array = new Vector2[100];
Vector2[] array = this.array;
for (int i = 0; i < 1000; i++){
    long startTime, endTime;
    startTime = DateTime.Now.Ticks;
    for (int x = 0; x < 100000000; x++) {
        array[0] = new Vector2(1,2);
        array[1] = new Vector2(3,4);
        array[2] = new Vector2(5,6);
        array[3] = new Vector2(7,8);
        array[4] = new Vector2(9,0);
        array[5] = new Vector2(1,2);
        array[6] = new Vector2(3,4);
        array[7] = new Vector2(5,6);
        array[8] = new Vector2(7,8);
        array[9] = new Vector2(9,0);
    }
    endTime = DateTime.Now.Ticks;
    double ns = ((double)(endTime - startTime)) / ((double)loopCount);
    Debug.Log(ns.ToString("F"));
}

这报告了〜0.77ns，另一个索引并分配了结构域的版本给出了~0.24ns，FWIW。 与结构堆栈分配和复制相比，数组索引看起来很便宜。 在移动设备上看到性能可能会很有趣。

编辑2：丹·布莱恩特下面的回答是为什么我没有写一个基准开始，太容易出错。

Answer 1

我很好奇第一种情况（字段赋值与构造函数调用），所以我做了一个发布版本并附加了post-JIT以查看反汇编。 （x64）代码如下所示：

            var array = new Vector2[10];
00000000  mov         ecx,191372h 
00000005  mov         edx,0Ah 
0000000a  call        FFF421C4 
0000000f  mov         edx,eax 

            array[i].x = 1;
00000011  cmp         dword ptr [edx+4],0 
00000015  jbe         0000003E 
00000017  lea         eax,[edx+8] 
0000001a  fld1 
0000001c  fstp        qword ptr [eax] 
            array[i].y = 1;
0000001e  fld1 
00000020  fstp        qword ptr [edx+10h] 

            array[i] = new Vector2(1, 1);
00000023  add         edx,8 
00000026  mov         eax,edx 
00000028  fld1 
0000002a  fld1 
0000002c  fxch        st(1) 
0000002e  fstp        qword ptr [eax] 
00000030  fstp        qword ptr [eax+8] 

值得注意的是，在调试器外部使用发布版本时会内联“构造函数调用”，因此，原则上，设置字段或调用构造函数之间应该没有区别。 也就是说，抖动在这里做了一些有趣的事情。

对于'构造函数'版本，它使用两个浮点堆栈槽并将它们同时存储到结构存储器（fld1，fld1，fstp，fstp。）它还有一个fxch（交换），这有点傻对于大多数应用程序，两个插槽都包含常量值1，但不是完全高优先级的优化目标，我假设。

对于“单个字段”版本，它只使用FPU堆栈上的一个插槽，通过拆分写入（fld1，fstp，fld1，fstp）。 我不是x64大师，所以我不知道哪个排序在执行时间方面更有效率。 但是，任何差异可能都是微不足道的，因为主要的潜在开销（构造函数方法调用）是内联的。