是否可以將C＃double [,,]數組轉換為double []而無需復制

Question

我的.NET應用程序中有大量的3D數組。 我需要將它們轉換為1D數組以將其傳遞給COM庫。 有沒有辦法轉換數組而不復制所有數據？

我可以像這樣進行轉換，但后來我使用了兩倍的內存量，這是我的應用程序中的一個問題：

  double[] result = new double[input.GetLength(0) * input.GetLength(1) * input.GetLength(2)];
  for (i = 0; i < input.GetLength(0); i++) 
    for (j = 0; j < input.GetLength(1); j++) 
      for (k = 0; k < input.GetLength(2); k++) 
        result[i * input.GetLength(1) * input.GetLength(2) + j * input.GetLength(2) + k)] = input[i,j,l];
  return result;

Answer 1

我不相信C＃將數據存儲在內存中的方式可以像C中的簡單轉換一樣使其可行。 為什么不使用1d數組開始，也許為類型創建一個類，以便您可以在程序中訪問它，就像它是一個3d數組一樣？

Answer 2

不幸的是，C＃數組並不能保證在連續的內存中，就像它們是像C這樣更接近金屬的語言。所以，沒有。 如果沒有逐個元素的副本，就無法將double [,,]轉換為double []。

Answer 3

考慮用代理抽象訪問數據（類似於C ++中的迭代器/智能指針）。 不幸的是，語法並不像C ++那樣干凈，因為operator（）不能用於重載，而operator []是單arg，但仍然很接近。

當然，這種額外的抽象級別會增加其自身的復雜性和工作量，但它允許您對使用雙[,,]對象的現有代碼進行最小的更改，同時允許您對兩者使用單個double []數組互操作和你的in-C＃計算。

class Matrix3
{
    // referece-to-element object
    public struct Matrix3Elem{
        private Matrix3Impl impl;
        private uint dim0, dim1, dim2;
        // other constructors
        Matrix3Elem(Matrix3Impl impl_, uint dim0_, uint dim1_, uint dim2_) {
            impl = impl_; dim0 = dim0_; dim1 = dim1_; dim2 = dim2_;
        }
        public double Value{
            get { return impl.GetAt(dim0,dim1,dim2); }
            set { impl.SetAt(dim0, dim1, dim2, value); }
        }
    }

    // implementation object
    internal class Matrix3Impl
    {
        private double[] data;
        uint dsize0, dsize1, dsize2; // dimension sizes
        // .. Resize() 
        public double GetAt(uint dim0, uint dim1, uint dim2) {
            // .. check bounds
            return data[ (dim2 * dsize1 + dim1) * dsize0 + dim0 ];
        }
        public void SetAt(uint dim0, uint dim1, uint dim2, double value) {
            // .. check bounds
            data[ (dim2 * dsize1 + dim1) * dsize0 + dim0 ] = value;
        }
    }

    private Matrix3Impl impl;

    public Matrix3Elem Elem(uint dim0, uint dim1, uint dim2){
        return new Matrix2Elem(dim0, dim1, dim2);
    }
    // .. Resize
    // .. GetLength0(), GetLength1(), GetLength1()
}

然后使用這種類型進行讀寫 - 'foo [1,2,3]'現在寫成'foo.Elem（1,2,3）.Value'，在讀取值和寫入值時，賦值和值表達式的左側。

void normalize(Matrix3 m){

    double s = 0;
    for (i = 0; i < input.GetLength0; i++)     
        for (j = 0; j < input.GetLength(1); j++)       
            for (k = 0; k < input.GetLength(2); k++)
    {
        s += m.Elem(i,j,k).Value;
    }
    for (i = 0; i < input.GetLength0; i++)     
        for (j = 0; j < input.GetLength(1); j++)       
            for (k = 0; k < input.GetLength(2); k++)
    {
        m.Elem(i,j,k).Value /= s;
    }
}

同樣，增加了開發成本，但共享數據，消除了復制開銷和復制相關的開發成本。 這是一個權衡。

Answer 4

在不知道COM庫的詳細信息的情況下，我將考慮在.Net中創建一個Facade類，並在必要時將其公開給COM。
你的門面需要一個雙[,,]並有一個將從[]映射到[,,]的索引器。

編輯：我同意評論中提出的觀點，Lorens建議更好。

Answer 5

作為一種解決方法，您可以創建一個以一維形式維護數組的類（甚至可以更接近裸機形式，以便您可以輕松地將其傳遞給COM庫？）然后在此類上重載operator []以使其可用作為C＃代碼中的多維數組。