Самый быстрый способ обнулить 2d-массив в C?


Я хочу повторно обнулить большой 2d массив в C. Это то, что я делаю в данный момент:

// Array of size n * m, where n may not equal m
for(j = 0; j < n; j++)
{
    for(i = 0; i < m; i++)
    {  
        array[i][j] = 0;
    }
}

Я пробовал использовать memset:

memset(array, 0, sizeof(array))

но это работает только для 1D массивы. Когда я печатаю содержимое 2D-массива, первая строка равна нулю, но затем я получил нагрузку случайных больших чисел, и она падает.

12 79

12 ответов:

memset(array, 0, sizeof(array[0][0]) * m * n);

здесь m и n - это ширина и высота двумерного массива (в вашем примере у вас есть квадратный двумерный массив, поэтому m == n).

если array действительно массив, то вы можете "обнулить его" с:

memset(array, 0, sizeof array);

но есть два момента, которые вы должны знать:

  • это работает только если array действительно является "двухмерным массивом", т. е. был объявлен T array[M][N]; для некоторого типа T.
  • он работает только в области, где array была объявлена. Если вы передадите его в функцию, то имя arrayраспадается на указатель и sizeof не даст вам размер матрица.

давайте проведем эксперимент:

#include <stdio.h>

void f(int (*arr)[5])
{
    printf("f:    sizeof arr:       %zu\n", sizeof arr);
    printf("f:    sizeof arr[0]:    %zu\n", sizeof arr[0]);
    printf("f:    sizeof arr[0][0]: %zu\n", sizeof arr[0][0]);
}

int main(void)
{
    int arr[10][5];
    printf("main: sizeof arr:       %zu\n", sizeof arr);
    printf("main: sizeof arr[0]:    %zu\n", sizeof arr[0]);
    printf("main: sizeof arr[0][0]: %zu\n\n", sizeof arr[0][0]);
    f(arr);
    return 0;
}

на моей машине, выше печатает:

main: sizeof arr:       200
main: sizeof arr[0]:    20
main: sizeof arr[0][0]: 4

f:    sizeof arr:       8
f:    sizeof arr[0]:    20
f:    sizeof arr[0][0]: 4

хотя arr является массивом, он распадается на указатель на его первый элемент при передаче в f(), и поэтому размеры напечатаны в f() "неправильные". Кроме того, в f() размер arr[0] - это размер массива arr[0], который является "массивом [5]int". Это не размер int *, потому что "загнивающий" только происходит на первом уровне, и именно поэтому нам нужно объявить f() как взять указатель на массив правильного размера.

memset(array, 0, m*n*sizeof array[0][0]);

наконец, memset() и for цикл, который вы опубликовали, не эквивалентен в строгом смысле. Там могут быть (и были) компиляторы, где "все биты ноль" не делает равны нулю для некоторых типов, таких как указатели и значения с плавающей точкой. Я сомневаюсь, что вам нужно беспокоиться об этом.

ну, самый быстрый способ сделать это-не делать этого вообще.

звучит странно, я знаю, вот некоторые псевдокод:

int array [][];
bool array_is_empty;


void ClearArray ()
{
   array_is_empty = true;
}

int ReadValue (int x, int y)
{
   return array_is_empty ? 0 : array [x][y];
}

void SetValue (int x, int y, int value)
{
   if (array_is_empty)
   {
      memset (array, 0, number of byte the array uses);
      array_is_empty = false;
   }
   array [x][y] = value;
}

на самом деле, он все еще очищает массив, но только когда что-то записывается в массив. Это не является большим преимуществом здесь. Однако, если 2D-массив был реализован с использованием, скажем, четырехъядерного дерева (а не динамического разума) или коллекции строк данных, то вы можете локализовать эффект логического флага, но вам понадобится больше флагов. В квадрате дерево просто установите пустой флаг для корневого узла, в массиве строк просто установите флаг для каждой строки.

что приводит к вопросу "почему вы хотите повторно обнулить большой 2d массив"? Для чего используется массив? Есть ли способ изменить код так, чтобы массив не нуждался в обнулении?

например, если у вас есть:

clear array
for each set of data
  for each element in data set
    array += element 

то есть, используйте его для буфера накопления, а затем измените его так, чтобы улучшить производительность нет конец:

 for set 0 and set 1
   for each element in each set
     array = element1 + element2

 for remaining data sets
   for each element in data set
     array += element 

Это не требует, чтобы массив был очищен, но все еще работает. И это будет намного быстрее, чем очистка массива. Как я уже сказал, самый быстрый способ-это не делать его в первую очередь.

Если вы действительно, действительно одержимы скоростью (и не столько с мобильностью) я думаю, что абсолютный быстрый способ сделать это было бы использовать SIMD векторные внутренности. например, на процессорах Intel вы можете использовать следующие инструкции SSE2:

__m128i _mm_setzero_si128 ();                   // Create a quadword with a value of 0.
void _mm_storeu_si128 (__m128i *p, __m128i a);  // Write a quadword to the specified address.

каждая инструкция магазина установит четыре 32-битных входа в ноль за один удар.

p должен быть выровнен по 16 байтам, но это ограничение также хорошо для скорости, потому что это поможет Кешу. Другое ограничение заключается в том, что п должен указывать на размер выделения, кратный 16 байтам, но это тоже круто, потому что это позволяет нам легко развернуть цикл.

есть это в цикле, и развернуть цикл несколько раз, и вы будете иметь сумасшедший быстрый инициализатор:

// Assumes int is 32-bits.
const int mr = roundUpToNearestMultiple(m, 4);      // This isn't the optimal modification of m and n, but done this way here for clarity.    
const int nr = roundUpToNearestMultiple(n, 4);    

int i = 0;
int array[mr][nr] __attribute__ ((aligned (16)));   // GCC directive.
__m128i* px = (__m128i*)array;
const int incr = s >> 2;                            // Unroll it 4 times.
const __m128i zero128 = _mm_setzero_si128();

for(i = 0; i < s; i += incr)
{
    _mm_storeu_si128(px++, zero128);
    _mm_storeu_si128(px++, zero128);
    _mm_storeu_si128(px++, zero128);
    _mm_storeu_si128(px++, zero128);
}

есть также вариант _mm_storeu это обходит кэш (т. е. обнуление массива не будет загрязнять кэш), что может дать вам некоторые дополнительные преимущества производительности в некоторых обстоятельствах.

см. здесь Ссылка SSE2:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/kcwz153a (v = vs. 80). aspx

Если вы инициализируете массив с malloc используйте calloc вместо этого; он обнулит Ваш массив бесплатно. (Тот же perf очевидно, что и memset, просто меньше кода для вас.)

int array[N][M] = {0};

...по крайней мере в GCC 4.8.

как был объявлен ваш 2D массив?

Если это что-то вроде:

int arr[20][30];

Вы можете нул его:

memset(arr, sizeof(int)*20*30);

используйте calloc вместо malloc . calloc инициирует все поля до 0.

инт *а = (инт *)с памятью(Н размер(международный)) ;

//все ячейки a были инициализированы до 0

Я думаю, что самый быстрый способ сделать это вручную следующим кодом. Вы можете сравнить его скорость с функцией memset, но она не должна быть медленнее.

(измените тип указателей ptr и ptr1, если ваш тип массива отличается от int)


#define SIZE_X 100
#define SIZE_Y 100

int *ptr, *ptr1;
ptr = &array[0][0];
ptr1 = ptr + SIZE_X*SIZE_Y*sizeof(array[0][0]);

memset(array, 0, sizeof(int [n][n]));

вы можете попробовать это

int array[20,30] = {{0}};

это происходит потому, что sizeof (array) дает вам размер выделения объекта, на который указывает массив. (массив - это просто указатель на первую строку вашего многомерного массива). Тем не менее, вы выделили j массивы в размере Я. Следовательно, вам нужно умножить размер одной строки, которая возвращается sizeof (массив) с количеством выделенных строк, например:

bzero(array, sizeof(array) * j);

Также обратите внимание, что sizeof(массив) только работа для статически выделенных массивов. Для динамически выделенного массива вы бы написали

size_t arrayByteSize = sizeof(int) * i * j; 
int *array = malloc(array2dByteSite);
bzero(array, arrayByteSize);