颁#のキモイ高速プログラミング
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C#で書ける、あまり一般に使われていない機能を紹介します https://connpass.com/event/174900/ で使ったスライドです。 ベンチマーク情報などは以下のリポジトリを参照してください https://github.com/SKKbySSK/lt-resources/tree/yuru-lt-0.1.0/csharp-wicked-programming
![今回やること
byte[]をfloat[]へ変換する](https://image.slidesharecdn.com/slide-200516180338/85/C-4-320.jpg)
![1. 単純な変換?法
BitConverter と for を使って変換する
const int size = 1024;
byte[] source = new byte[size]; //変換前データ
float[] converted = new float[size / sizeof(float)]; //変換後データ
for (int i = 0; i < converted.Length; i++)
{
converted[i] = BitConverter.ToSingle(source, i * 4);
}](https://image.slidesharecdn.com/slide-200516180338/85/C-5-320.jpg)
![2. unsafeによる変換?法
const int size = 1024;
byte[] source = new byte[size]; //変換前データ
float[] converted = new float[size / sizeof(float)]; //変換後データ
// 配列のアドレスを?時的に固定する
fixed (float* convertedPtr = converted)
fixed (byte* sourcePtr = source)
{
// byte* -> float*へキャストして4バイトずつ処理する
float* floatSourcePtr = (float*)sourcePtr;
for (int i = 0; i < converted.Length; i++)
{
convertedPtr[i] = floatSourcePtr[i];
}
}](https://image.slidesharecdn.com/slide-200516180338/85/C-6-320.jpg)
![例
// メモリ構造を明?することをコンパイラに伝える
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct SampleStruct
{
[FieldOffset(0)] // 0バイト?にAを配置する
public int A;
[FieldOffset(2)] // 2バイト?にBを配置する
public byte B;
}
SampleStruct data = new SampleStruct();
data.A = 0xDDCCBBAA;
Console.WriteLine(data.B); // 187(0xBB)
※エンディアンによっては 204(0xCC) と出る場合もあります](https://image.slidesharecdn.com/slide-200516180338/85/C-12-320.jpg)
![3. Unionもどき
[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
struct UnionArray
{
[FieldOffset(0)]
public float[] Float;
[FieldOffset(0)]
public byte[] Byte;
}
const int size = 1024;
byte[] source = new byte[size]; //変換前データ
UnionArray union = new UnionArray() { Byte = source };
float[] converted = union.Float;](https://image.slidesharecdn.com/slide-200516180338/85/C-14-320.jpg)
![[143] Modern C++ ??? ?? ??](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/143deview2018modernc9-181011024146-thumbnail.jpg?width=560&fit=bounds)
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- 5. 1. 単純な変換?法 BitConverter と for を使って変換する const int size = 1024; byte[] source = new byte[size]; //変換前データ float[] converted = new float[size / sizeof(float)]; //変換後データ for (int i = 0; i < converted.Length; i++) { converted[i] = BitConverter.ToSingle(source, i * 4); }
- 6. 2. unsafeによる変換?法 const int size = 1024; byte[] source = new byte[size]; //変換前データ float[] converted = new float[size / sizeof(float)]; //変換後データ // 配列のアドレスを?時的に固定する fixed (float* convertedPtr = converted) fixed (byte* sourcePtr = source) { // byte* -> float*へキャストして4バイトずつ処理する float* floatSourcePtr = (float*)sourcePtr; for (int i = 0; i < converted.Length; i++) { convertedPtr[i] = floatSourcePtr[i]; } }
- 7. 結果 BenchmarkDotNetを使って測定 ArrayConversionTest.cs Method 平均 単純な変換 1,534.6059 ns unsafeによる変換 783.1249 ns ※ 変換前データを初期化する時間は含んでいません
- 10. 构造体を使おう！
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- 12. 例 // メモリ構造を明?することをコンパイラに伝える [StructLayout(LayoutKind.Explicit)] struct SampleStruct { [FieldOffset(0)] // 0バイト?にAを配置する public int A; [FieldOffset(2)] // 2バイト?にBを配置する public byte B; } SampleStruct data = new SampleStruct(); data.A = 0xDDCCBBAA; Console.WriteLine(data.B); // 187(0xBB) ※エンディアンによっては 204(0xCC) と出る場合もあります
- 13. メモリレイアウト
- 14. 3. Unionもどき [StructLayout(LayoutKind.Explicit)] struct UnionArray { [FieldOffset(0)] public float[] Float; [FieldOffset(0)] public byte[] Byte; } const int size = 1024; byte[] source = new byte[size]; //変換前データ UnionArray union = new UnionArray() { Byte = source }; float[] converted = union.Float;
- 15. もう?度计测！！
- 16. 結果 測定条件は前回と同じ Method 平均 単純な変換 1,534.6059 ns unsafeによる変換 783.1249 ns Unionもどきによる変換 0.9233 ns
- 17. 圧倒的パフォーマンス！！