比较 .NET 中的两个字节数组
https://stackoverflow.com/questions/43289
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09-06-2019 - |
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我怎样才能快速做到这一点？
当然我可以这样做：
static bool ByteArrayCompare(byte[] a1, byte[] a2)
{
if (a1.Length != a2.Length)
return false;
for (int i=0; i<a1.Length; i++)
if (a1[i]!=a2[i])
return false;
return true;
}
但我正在寻找一个 BCL 函数或一些高度优化的行之有效的方法来做到这一点。
java.util.Arrays.equals((sbyte[])(Array)a1, (sbyte[])(Array)a2);
效果很好，但看起来不适用于 x64。
注意我的超快回答 这里.
解决方案 4
用户 吉尔 建议产生此解决方案的不安全代码：
// Copyright (c) 2008-2013 Hafthor Stefansson
// Distributed under the MIT/X11 software license
// Ref: http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
static unsafe bool UnsafeCompare(byte[] a1, byte[] a2) {
if(a1==a2) return true;
if(a1==null || a2==null || a1.Length!=a2.Length)
return false;
fixed (byte* p1=a1, p2=a2) {
byte* x1=p1, x2=p2;
int l = a1.Length;
for (int i=0; i < l/8; i++, x1+=8, x2+=8)
if (*((long*)x1) != *((long*)x2)) return false;
if ((l & 4)!=0) { if (*((int*)x1)!=*((int*)x2)) return false; x1+=4; x2+=4; }
if ((l & 2)!=0) { if (*((short*)x1)!=*((short*)x2)) return false; x1+=2; x2+=2; }
if ((l & 1)!=0) if (*((byte*)x1) != *((byte*)x2)) return false;
return true;
}
}
它对尽可能多的数组进行基于 64 位的比较。这种情况依赖于数组以 qword 开头对齐的事实。如果不是 qword 对齐的话它也会工作，只是没有那么快。
它比简单的定时器执行速度大约快七个 for 环形。使用 J# 库，其性能与原始库相同 for 环形。使用 .SequenceEqual 运行速度大约慢七倍；我认为只是因为它使用 IEnumerator.MoveNext。我认为基于 LINQ 的解决方案至少会那么慢或更糟。
其他提示
您可以使用 可枚举的.SequenceEqual 方法。
using System;
using System.Linq;
...
var a1 = new int[] { 1, 2, 3};
var a2 = new int[] { 1, 2, 3};
var a3 = new int[] { 1, 2, 4};
var x = a1.SequenceEqual(a2); // true
var y = a1.SequenceEqual(a3); // false
如果由于某种原因您无法使用.NET 3.5，您的方法也可以。
编译器\运行时环境将优化您的循环，因此您无需担心性能。
P/调用 力量激活！
[DllImport("msvcrt.dll", CallingConvention=CallingConvention.Cdecl)]
static extern int memcmp(byte[] b1, byte[] b2, long count);
static bool ByteArrayCompare(byte[] b1, byte[] b2)
{
// Validate buffers are the same length.
// This also ensures that the count does not exceed the length of either buffer.
return b1.Length == b2.Length && memcmp(b1, b2, b1.Length) == 0;
}
.NET 4 中有一个新的内置解决方案 - 结构平等
static bool ByteArrayCompare(byte[] a1, byte[] a2)
{
return StructuralComparisons.StructuralEqualityComparer.Equals(a1, a2);
}
如果您不反对这样做，您可以导入 J# 程序集“vjslib.dll”并使用其 Arrays.equals(byte[], byte[]) 方法...
如果有人嘲笑你，请不要怪我......
编辑：虽然它的价值不大，但我使用 Reflector 反汇编了代码，如下所示：
public static bool equals(sbyte[] a1, sbyte[] a2)
{
if (a1 == a2)
{
return true;
}
if ((a1 != null) && (a2 != null))
{
if (a1.Length != a2.Length)
{
return false;
}
for (int i = 0; i < a1.Length; i++)
{
if (a1[i] != a2[i])
{
return false;
}
}
return true;
}
return false;
}
Span<T> 提供了一个极具竞争力的替代方案，而不必将令人困惑和/或不可移植的内容放入您自己的应用程序的代码库中：
// byte[] is implicitly convertible to ReadOnlySpan<byte>
static bool ByteArrayCompare(ReadOnlySpan<byte> a1, ReadOnlySpan<byte> a2)
{
return a1.SequenceEqual(a2);
}
可以找到 .NET Core 2.2.3 的实现（的核心） 这里.
我有 修改 @EliArbel 的要点是将此方法添加为 SpansEqual, ，在其他人的基准测试中删除大多数不太有趣的执行者，使用不同的数组大小、输出图表和标记来运行它 SpansEqual 作为基线，以便报告不同方法的比较结果 SpansEqual.
下面的数字来自结果，经过轻微编辑以删除“错误”列。
| Method | ByteCount | Mean | StdDev | Ratio |
|-------------- |----------- |-------------------:|------------------:|------:|
| SpansEqual | 15 | 3.813 ns | 0.0043 ns | 1.00 |
| LongPointers | 15 | 4.768 ns | 0.0081 ns | 1.25 |
| Unrolled | 15 | 17.763 ns | 0.0319 ns | 4.66 |
| PInvokeMemcmp | 15 | 12.280 ns | 0.0221 ns | 3.22 |
| | | | | |
| SpansEqual | 1026 | 29.181 ns | 0.0461 ns | 1.00 |
| LongPointers | 1026 | 63.050 ns | 0.0785 ns | 2.16 |
| Unrolled | 1026 | 39.070 ns | 0.0412 ns | 1.34 |
| PInvokeMemcmp | 1026 | 44.531 ns | 0.0581 ns | 1.53 |
| | | | | |
| SpansEqual | 1048585 | 43,838.865 ns | 56.7144 ns | 1.00 |
| LongPointers | 1048585 | 59,629.381 ns | 194.0304 ns | 1.36 |
| Unrolled | 1048585 | 54,765.863 ns | 34.2403 ns | 1.25 |
| PInvokeMemcmp | 1048585 | 55,250.573 ns | 49.3965 ns | 1.26 |
| | | | | |
| SpansEqual | 2147483591 | 247,237,201.379 ns | 2,734,143.0863 ns | 1.00 |
| LongPointers | 2147483591 | 241,535,134.852 ns | 2,720,870.8915 ns | 0.98 |
| Unrolled | 2147483591 | 240,170,750.054 ns | 2,729,935.0576 ns | 0.97 |
| PInvokeMemcmp | 2147483591 | 238,953,916.032 ns | 2,692,490.7016 ns | 0.97 |
我很惊讶地看到 SpansEqual 对于 max-array-size 方法来说，它并没有名列前茅，但差异很小，我认为这并不重要。
我的系统信息：
BenchmarkDotNet=v0.11.5, OS=Windows 10.0.17134.706 (1803/April2018Update/Redstone4)
Intel Core i7-6850K CPU 3.60GHz (Skylake), 1 CPU, 12 logical and 6 physical cores
Frequency=3515626 Hz, Resolution=284.4444 ns, Timer=TSC
.NET Core SDK=2.2.202
[Host] : .NET Core 2.2.3 (CoreCLR 4.6.27414.05, CoreFX 4.6.27414.05), 64bit RyuJIT
DefaultJob : .NET Core 2.2.3 (CoreCLR 4.6.27414.05, CoreFX 4.6.27414.05), 64bit RyuJIT
.NET 3.5 及更高版本有一个新的公共类型， System.Data.Linq.Binary 封装了 byte[]. 。它实现了 IEquatable<Binary> （实际上）比较两个字节数组。注意 System.Data.Linq.Binary 还有隐式转换运算符 byte[].
MSDN 文档：系统.Data.Linq.Binary
Equals 方法的 Reflector 反编译：
private bool EqualsTo(Binary binary)
{
if (this != binary)
{
if (binary == null)
{
return false;
}
if (this.bytes.Length != binary.bytes.Length)
{
return false;
}
if (this.hashCode != binary.hashCode)
{
return false;
}
int index = 0;
int length = this.bytes.Length;
while (index < length)
{
if (this.bytes[index] != binary.bytes[index])
{
return false;
}
index++;
}
}
return true;
}
有趣的是，如果两个 Binary 对象的哈希值相同，它们只会进行逐字节比较循环。然而，这是以在构造函数中计算哈希为代价的 Binary 对象（通过遍历数组 for 环形 ：-） ）。
上面的实现意味着在最坏的情况下你可能需要遍历数组 3 次：首先计算 array1 的哈希，然后计算 array2 的哈希，最后（因为这是最坏的情况，长度和哈希相等）将 array1 中的字节与数组 2 中的字节进行比较。
总体而言，尽管 System.Data.Linq.Binary 内置于 BCL 中，我不认为这是比较两个字节数组的最快方法:-|。
我已经发布 关于检查 byte[] 是否充满零的类似问题。（SIMD 代码被击败，所以我从这个答案中删除了它。）这是我比较中最快的代码：
static unsafe bool EqualBytesLongUnrolled (byte[] data1, byte[] data2)
{
if (data1 == data2)
return true;
if (data1.Length != data2.Length)
return false;
fixed (byte* bytes1 = data1, bytes2 = data2) {
int len = data1.Length;
int rem = len % (sizeof(long) * 16);
long* b1 = (long*)bytes1;
long* b2 = (long*)bytes2;
long* e1 = (long*)(bytes1 + len - rem);
while (b1 < e1) {
if (*(b1) != *(b2) || *(b1 + 1) != *(b2 + 1) ||
*(b1 + 2) != *(b2 + 2) || *(b1 + 3) != *(b2 + 3) ||
*(b1 + 4) != *(b2 + 4) || *(b1 + 5) != *(b2 + 5) ||
*(b1 + 6) != *(b2 + 6) || *(b1 + 7) != *(b2 + 7) ||
*(b1 + 8) != *(b2 + 8) || *(b1 + 9) != *(b2 + 9) ||
*(b1 + 10) != *(b2 + 10) || *(b1 + 11) != *(b2 + 11) ||
*(b1 + 12) != *(b2 + 12) || *(b1 + 13) != *(b2 + 13) ||
*(b1 + 14) != *(b2 + 14) || *(b1 + 15) != *(b2 + 15))
return false;
b1 += 16;
b2 += 16;
}
for (int i = 0; i < rem; i++)
if (data1 [len - 1 - i] != data2 [len - 1 - i])
return false;
return true;
}
}
在两个 256MB 字节数组上测量：
UnsafeCompare : 86,8784 ms
EqualBytesSimd : 71,5125 ms
EqualBytesSimdUnrolled : 73,1917 ms
EqualBytesLongUnrolled : 39,8623 ms
using System.Linq; //SequenceEqual
byte[] ByteArray1 = null;
byte[] ByteArray2 = null;
ByteArray1 = MyFunct1();
ByteArray2 = MyFunct2();
if (ByteArray1.SequenceEqual<byte>(ByteArray2) == true)
{
MessageBox.Show("Match");
}
else
{
MessageBox.Show("Don't match");
}
我们再添加一个吧！
最近微软发布了一个特殊的NuGet包， System.Runtime.CompilerServices.Unsafe. 。它很特别，因为它写在 伊尔, ，并提供 C# 中不直接可用的低级功能。
它的方法之一， Unsafe.As<T>(object) 允许将任何引用类型转换为另一个引用类型，跳过任何安全检查。这通常是一个 非常 坏主意，但如果两种类型具有相同的结构，它就可以工作。所以我们可以用它来投射 byte[] 到一个 long[]:
bool CompareWithUnsafeLibrary(byte[] a1, byte[] a2)
{
if (a1.Length != a2.Length) return false;
var longSize = (int)Math.Floor(a1.Length / 8.0);
var long1 = Unsafe.As<long[]>(a1);
var long2 = Unsafe.As<long[]>(a2);
for (var i = 0; i < longSize; i++)
{
if (long1[i] != long2[i]) return false;
}
for (var i = longSize * 8; i < a1.Length; i++)
{
if (a1[i] != a2[i]) return false;
}
return true;
}
注意 long1.Length 仍会返回原始数组的长度，因为它存储在数组内存结构的字段中。
此方法不如此处演示的其他方法那么快，但它比朴素方法快得多，不使用不安全代码或 P/Invoke 或固定，并且实现非常简单 (IMO)。这里有一些 基准网 我的机器的结果：
BenchmarkDotNet=v0.10.3.0, OS=Microsoft Windows NT 6.2.9200.0
Processor=Intel(R) Core(TM) i7-4870HQ CPU 2.50GHz, ProcessorCount=8
Frequency=2435775 Hz, Resolution=410.5470 ns, Timer=TSC
[Host] : Clr 4.0.30319.42000, 64bit RyuJIT-v4.6.1637.0
DefaultJob : Clr 4.0.30319.42000, 64bit RyuJIT-v4.6.1637.0
Method | Mean | StdDev |
----------------------- |-------------- |---------- |
UnsafeLibrary | 125.8229 ns | 0.3588 ns |
UnsafeCompare | 89.9036 ns | 0.8243 ns |
JSharpEquals | 1,432.1717 ns | 1.3161 ns |
EqualBytesLongUnrolled | 43.7863 ns | 0.8923 ns |
NewMemCmp | 65.4108 ns | 0.2202 ns |
ArraysEqual | 910.8372 ns | 2.6082 ns |
PInvokeMemcmp | 52.7201 ns | 0.1105 ns |
我还创建了一个 所有测试的要点.
我开发了一种稍微击败的方法 memcmp() （底座的回答）并且非常轻微的节拍 EqualBytesLongUnrolled() （Arek Bulski 的回答）在我的电脑上。基本上，它将循环展开 4 个而不是 8 个。
3 月 30 日更新2019年:
从 .NET core 3.0 开始，我们提供了 SIMD 支持！
在我的电脑上，该解决方案的速度明显加快：
#if NETCOREAPP3_0
using System.Runtime.Intrinsics.X86;
#endif
…
public static unsafe bool Compare(byte[] arr0, byte[] arr1)
{
if (arr0 == arr1)
{
return true;
}
if (arr0 == null || arr1 == null)
{
return false;
}
if (arr0.Length != arr1.Length)
{
return false;
}
if (arr0.Length == 0)
{
return true;
}
fixed (byte* b0 = arr0, b1 = arr1)
{
#if NETCOREAPP3_0
if (Avx2.IsSupported)
{
return Compare256(b0, b1, arr0.Length);
}
else if (Sse2.IsSupported)
{
return Compare128(b0, b1, arr0.Length);
}
else
#endif
{
return Compare64(b0, b1, arr0.Length);
}
}
}
#if NETCOREAPP3_0
public static unsafe bool Compare256(byte* b0, byte* b1, int length)
{
byte* lastAddr = b0 + length;
byte* lastAddrMinus128 = lastAddr - 128;
const int mask = -1;
while (b0 < lastAddrMinus128) // unroll the loop so that we are comparing 128 bytes at a time.
{
if (Avx2.MoveMask(Avx2.CompareEqual(Avx.LoadVector256(b0), Avx.LoadVector256(b1))) != mask)
{
return false;
}
if (Avx2.MoveMask(Avx2.CompareEqual(Avx.LoadVector256(b0 + 32), Avx.LoadVector256(b1 + 32))) != mask)
{
return false;
}
if (Avx2.MoveMask(Avx2.CompareEqual(Avx.LoadVector256(b0 + 64), Avx.LoadVector256(b1 + 64))) != mask)
{
return false;
}
if (Avx2.MoveMask(Avx2.CompareEqual(Avx.LoadVector256(b0 + 96), Avx.LoadVector256(b1 + 96))) != mask)
{
return false;
}
b0 += 128;
b1 += 128;
}
while (b0 < lastAddr)
{
if (*b0 != *b1) return false;
b0++;
b1++;
}
return true;
}
public static unsafe bool Compare128(byte* b0, byte* b1, int length)
{
byte* lastAddr = b0 + length;
byte* lastAddrMinus64 = lastAddr - 64;
const int mask = 0xFFFF;
while (b0 < lastAddrMinus64) // unroll the loop so that we are comparing 64 bytes at a time.
{
if (Sse2.MoveMask(Sse2.CompareEqual(Sse2.LoadVector128(b0), Sse2.LoadVector128(b1))) != mask)
{
return false;
}
if (Sse2.MoveMask(Sse2.CompareEqual(Sse2.LoadVector128(b0 + 16), Sse2.LoadVector128(b1 + 16))) != mask)
{
return false;
}
if (Sse2.MoveMask(Sse2.CompareEqual(Sse2.LoadVector128(b0 + 32), Sse2.LoadVector128(b1 + 32))) != mask)
{
return false;
}
if (Sse2.MoveMask(Sse2.CompareEqual(Sse2.LoadVector128(b0 + 48), Sse2.LoadVector128(b1 + 48))) != mask)
{
return false;
}
b0 += 64;
b1 += 64;
}
while (b0 < lastAddr)
{
if (*b0 != *b1) return false;
b0++;
b1++;
}
return true;
}
#endif
public static unsafe bool Compare64(byte* b0, byte* b1, int length)
{
byte* lastAddr = b0 + length;
byte* lastAddrMinus32 = lastAddr - 32;
while (b0 < lastAddrMinus32) // unroll the loop so that we are comparing 32 bytes at a time.
{
if (*(ulong*)b0 != *(ulong*)b1) return false;
if (*(ulong*)(b0 + 8) != *(ulong*)(b1 + 8)) return false;
if (*(ulong*)(b0 + 16) != *(ulong*)(b1 + 16)) return false;
if (*(ulong*)(b0 + 24) != *(ulong*)(b1 + 24)) return false;
b0 += 32;
b1 += 32;
}
while (b0 < lastAddr)
{
if (*b0 != *b1) return false;
b0++;
b1++;
}
return true;
}
我会使用不安全的代码并运行 for 循环比较 Int32 指针。
也许您还应该考虑检查数组是否为非空。
如果您查看 .NET 如何执行 string.Equals，您会发现它使用名为 EqualsHelper 的私有方法，该方法具有“不安全”的指针实现。 .NET反射器 是你的朋友，看看事情是如何内部完成的。
这可以用作字节数组比较的模板，我在博客文章中进行了实现 C# 中的快速字节数组比较. 。我还做了一些基本的基准测试，看看安全的实现何时比不安全的实现更快。
也就是说，除非您确实需要杀手级性能，否则我会进行简单的 fr 循环比较。
找不到我完全满意的解决方案（性能合理，但没有不安全的代码/pinvoke），所以我想出了这个，没有什么真正原创的，但有效：
/// <summary>
///
/// </summary>
/// <param name="array1"></param>
/// <param name="array2"></param>
/// <param name="bytesToCompare"> 0 means compare entire arrays</param>
/// <returns></returns>
public static bool ArraysEqual(byte[] array1, byte[] array2, int bytesToCompare = 0)
{
if (array1.Length != array2.Length) return false;
var length = (bytesToCompare == 0) ? array1.Length : bytesToCompare;
var tailIdx = length - length % sizeof(Int64);
//check in 8 byte chunks
for (var i = 0; i < tailIdx; i += sizeof(Int64))
{
if (BitConverter.ToInt64(array1, i) != BitConverter.ToInt64(array2, i)) return false;
}
//check the remainder of the array, always shorter than 8 bytes
for (var i = tailIdx; i < length; i++)
{
if (array1[i] != array2[i]) return false;
}
return true;
}
与本页其他一些解决方案的性能比较：
简单循环：19837 个刻度，1.00
*比特转换器：4886 个刻度，4.06
不安全比较：1636 个刻度，12.12
EqualBytesLongUnrolled：637 个刻度，31.09
P/调用memcmp：369 个刻度，53.67
在 linqpad 中测试，1000000 字节相同数组（最坏情况），每个迭代 500 次。
看起来 等字节长展开 是上面建议中最好的。
跳过的方法（Enumerable.SequenceEqual、StructuralComparisons.StructuralEqualityComparer.Equals）并不慢。我在 265MB 阵列上测量了这一点：
Host Process Environment Information:
BenchmarkDotNet.Core=v0.9.9.0
OS=Microsoft Windows NT 6.2.9200.0
Processor=Intel(R) Core(TM) i7-3770 CPU 3.40GHz, ProcessorCount=8
Frequency=3323582 ticks, Resolution=300.8802 ns, Timer=TSC
CLR=MS.NET 4.0.30319.42000, Arch=64-bit RELEASE [RyuJIT]
GC=Concurrent Workstation
JitModules=clrjit-v4.6.1590.0
Type=CompareMemoriesBenchmarks Mode=Throughput
Method | Median | StdDev | Scaled | Scaled-SD |
----------------------- |------------ |---------- |------- |---------- |
NewMemCopy | 30.0443 ms | 1.1880 ms | 1.00 | 0.00 |
EqualBytesLongUnrolled | 29.9917 ms | 0.7480 ms | 0.99 | 0.04 |
msvcrt_memcmp | 30.0930 ms | 0.2964 ms | 1.00 | 0.03 |
UnsafeCompare | 31.0520 ms | 0.7072 ms | 1.03 | 0.04 |
ByteArrayCompare | 212.9980 ms | 2.0776 ms | 7.06 | 0.25 |
OS=Windows
Processor=?, ProcessorCount=8
Frequency=3323582 ticks, Resolution=300.8802 ns, Timer=TSC
CLR=CORE, Arch=64-bit ? [RyuJIT]
GC=Concurrent Workstation
dotnet cli version: 1.0.0-preview2-003131
Type=CompareMemoriesBenchmarks Mode=Throughput
Method | Median | StdDev | Scaled | Scaled-SD |
----------------------- |------------ |---------- |------- |---------- |
NewMemCopy | 30.1789 ms | 0.0437 ms | 1.00 | 0.00 |
EqualBytesLongUnrolled | 30.1985 ms | 0.1782 ms | 1.00 | 0.01 |
msvcrt_memcmp | 30.1084 ms | 0.0660 ms | 1.00 | 0.00 |
UnsafeCompare | 31.1845 ms | 0.4051 ms | 1.03 | 0.01 |
ByteArrayCompare | 212.0213 ms | 0.1694 ms | 7.03 | 0.01 |
我在这里没有看到很多 linq 解决方案。
我不确定对性能的影响，但我通常坚持 linq 作为经验法则，然后在必要时进行优化。
public bool CompareTwoArrays(byte[] array1, byte[] array2)
{
return !array1.Where((t, i) => t != array2[i]).Any();
}
请注意，这仅在它们是相同大小的数组时才有效。扩展可能看起来像这样
public bool CompareTwoArrays(byte[] array1, byte[] array2)
{
if (array1.Length != array2.Length) return false;
return !array1.Where((t, i) => t != array2[i]).Any();
}
我使用附加程序 .net 4.7 版本进行了一些测量，而没有附加调试器。我认为人们一直在使用错误的指标，因为如果您关心速度，那么您关心的是确定两个字节数组是否相等需要多长时间。IE。吞吐量（以字节为单位）。
StructuralComparison : 4.6 MiB/s
for : 274.5 MiB/s
ToUInt32 : 263.6 MiB/s
ToUInt64 : 474.9 MiB/s
memcmp : 8500.8 MiB/s
正如你所看到的，没有比这更好的方法了 memcmp 而且速度快了几个数量级。一个简单的 for 循环是第二个最佳选择。我仍然困惑为什么微软不能简单地包括一个 Buffer.Compare 方法。
[程序.cs]：
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using System.Linq;
using System.Runtime.InteropServices;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace memcmp
{
class Program
{
static byte[] TestVector(int size)
{
var data = new byte[size];
using (var rng = new System.Security.Cryptography.RNGCryptoServiceProvider())
{
rng.GetBytes(data);
}
return data;
}
static TimeSpan Measure(string testCase, TimeSpan offset, Action action, bool ignore = false)
{
var t = Stopwatch.StartNew();
var n = 0L;
while (t.Elapsed < TimeSpan.FromSeconds(10))
{
action();
n++;
}
var elapsed = t.Elapsed - offset;
if (!ignore)
{
Console.WriteLine($"{testCase,-16} : {n / elapsed.TotalSeconds,16:0.0} MiB/s");
}
return elapsed;
}
[DllImport("msvcrt.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
static extern int memcmp(byte[] b1, byte[] b2, long count);
static void Main(string[] args)
{
// how quickly can we establish if two sequences of bytes are equal?
// note that we are testing the speed of different comparsion methods
var a = TestVector(1024 * 1024); // 1 MiB
var b = (byte[])a.Clone();
// was meant to offset the overhead of everything but copying but my attempt was a horrible mistake... should have reacted sooner due to the initially ridiculous throughput values...
// Measure("offset", new TimeSpan(), () => { return; }, ignore: true);
var offset = TimeZone.Zero
Measure("StructuralComparison", offset, () =>
{
StructuralComparisons.StructuralEqualityComparer.Equals(a, b);
});
Measure("for", offset, () =>
{
for (int i = 0; i < a.Length; i++)
{
if (a[i] != b[i]) break;
}
});
Measure("ToUInt32", offset, () =>
{
for (int i = 0; i < a.Length; i += 4)
{
if (BitConverter.ToUInt32(a, i) != BitConverter.ToUInt32(b, i)) break;
}
});
Measure("ToUInt64", offset, () =>
{
for (int i = 0; i < a.Length; i += 8)
{
if (BitConverter.ToUInt64(a, i) != BitConverter.ToUInt64(b, i)) break;
}
});
Measure("memcmp", offset, () =>
{
memcmp(a, b, a.Length);
});
}
}
}
为了比较短字节数组，以下是一个有趣的技巧：
if(myByteArray1.Length != myByteArray2.Length) return false;
if(myByteArray1.Length == 8)
return BitConverter.ToInt64(myByteArray1, 0) == BitConverter.ToInt64(myByteArray2, 0);
else if(myByteArray.Length == 4)
return BitConverter.ToInt32(myByteArray2, 0) == BitConverter.ToInt32(myByteArray2, 0);
然后我可能会陷入问题中列出的解决方案。
对这段代码进行性能分析会很有趣。
我考虑了许多显卡中内置的块传输加速方法。但是，您必须按字节复制所有数据，因此，如果您不想在非托管和依赖于硬件的代码中实现整个逻辑部分，那么这对您没有多大帮助......
与上面显示的方法类似的另一种优化方法是从一开始就将尽可能多的数据存储在 long[] 而不是 byte[] 中，例如，如果您从二进制文件中顺序读取数据，或者，如果您使用内存映射文件，则以 long[] 或单个 long 值的形式读入数据。然后，您的比较循环只需要包含相同数据量的 byte[] 所需迭代次数的 1/8。这是一个何时以及多久需要进行比较的问题。您需要以字节为单位的方式访问数据的时间和频率，例如在 API 调用中将其用作需要 byte[] 的方法中的参数。最后，你只能判断你是否真正了解用例......
几乎可以肯定，这比这里给出的任何其他版本都要慢得多，但写起来很有趣。
static bool ByteArrayEquals(byte[] a1, byte[] a2)
{
return a1.Zip(a2, (l, r) => l == r).All(x => x);
}
我选择了一个受 ArekBulski 发布的 EqualBytesLongUnrolled 方法启发并进行了额外优化的解决方案。在我的例子中，数组中的数组差异往往靠近数组的尾部。在测试中，我发现，当大型数组出现这种情况时，能够以相反的顺序比较数组元素使该解决方案比基于 memcmp 的解决方案获得了巨大的性能提升。这是该解决方案：
public enum CompareDirection { Forward, Backward }
private static unsafe bool UnsafeEquals(byte[] a, byte[] b, CompareDirection direction = CompareDirection.Forward)
{
// returns when a and b are same array or both null
if (a == b) return true;
// if either is null or different lengths, can't be equal
if (a == null || b == null || a.Length != b.Length)
return false;
const int UNROLLED = 16; // count of longs 'unrolled' in optimization
int size = sizeof(long) * UNROLLED; // 128 bytes (min size for 'unrolled' optimization)
int len = a.Length;
int n = len / size; // count of full 128 byte segments
int r = len % size; // count of remaining 'unoptimized' bytes
// pin the arrays and access them via pointers
fixed (byte* pb_a = a, pb_b = b)
{
if (r > 0 && direction == CompareDirection.Backward)
{
byte* pa = pb_a + len - 1;
byte* pb = pb_b + len - 1;
byte* phead = pb_a + len - r;
while(pa >= phead)
{
if (*pa != *pb) return false;
pa--;
pb--;
}
}
if (n > 0)
{
int nOffset = n * size;
if (direction == CompareDirection.Forward)
{
long* pa = (long*)pb_a;
long* pb = (long*)pb_b;
long* ptail = (long*)(pb_a + nOffset);
while (pa < ptail)
{
if (*(pa + 0) != *(pb + 0) || *(pa + 1) != *(pb + 1) ||
*(pa + 2) != *(pb + 2) || *(pa + 3) != *(pb + 3) ||
*(pa + 4) != *(pb + 4) || *(pa + 5) != *(pb + 5) ||
*(pa + 6) != *(pb + 6) || *(pa + 7) != *(pb + 7) ||
*(pa + 8) != *(pb + 8) || *(pa + 9) != *(pb + 9) ||
*(pa + 10) != *(pb + 10) || *(pa + 11) != *(pb + 11) ||
*(pa + 12) != *(pb + 12) || *(pa + 13) != *(pb + 13) ||
*(pa + 14) != *(pb + 14) || *(pa + 15) != *(pb + 15)
)
{
return false;
}
pa += UNROLLED;
pb += UNROLLED;
}
}
else
{
long* pa = (long*)(pb_a + nOffset);
long* pb = (long*)(pb_b + nOffset);
long* phead = (long*)pb_a;
while (phead < pa)
{
if (*(pa - 1) != *(pb - 1) || *(pa - 2) != *(pb - 2) ||
*(pa - 3) != *(pb - 3) || *(pa - 4) != *(pb - 4) ||
*(pa - 5) != *(pb - 5) || *(pa - 6) != *(pb - 6) ||
*(pa - 7) != *(pb - 7) || *(pa - 8) != *(pb - 8) ||
*(pa - 9) != *(pb - 9) || *(pa - 10) != *(pb - 10) ||
*(pa - 11) != *(pb - 11) || *(pa - 12) != *(pb - 12) ||
*(pa - 13) != *(pb - 13) || *(pa - 14) != *(pb - 14) ||
*(pa - 15) != *(pb - 15) || *(pa - 16) != *(pb - 16)
)
{
return false;
}
pa -= UNROLLED;
pb -= UNROLLED;
}
}
}
if (r > 0 && direction == CompareDirection.Forward)
{
byte* pa = pb_a + len - r;
byte* pb = pb_b + len - r;
byte* ptail = pb_a + len;
while(pa < ptail)
{
if (*pa != *pb) return false;
pa++;
pb++;
}
}
}
return true;
}
抱歉，如果您正在寻找一种托管方式，那么您已经正确执行了此操作，并且据我所知，BCL 中没有内置方法可以执行此操作。
您应该添加一些初始空检查，然后重新使用它，就像它在 BCL 中一样。
使用 SequenceEquals 为此进行比较。
简短的回答是这样的：
public bool Compare(byte[] b1, byte[] b2)
{
return Encoding.ASCII.GetString(b1) == Encoding.ASCII.GetString(b2);
}
通过这种方式，您可以使用优化的.NET字符串比较来进行字节数组比较，而无需编写不安全的代码。这是在中完成的 背景:
private unsafe static bool EqualsHelper(String strA, String strB)
{
Contract.Requires(strA != null);
Contract.Requires(strB != null);
Contract.Requires(strA.Length == strB.Length);
int length = strA.Length;
fixed (char* ap = &strA.m_firstChar) fixed (char* bp = &strB.m_firstChar)
{
char* a = ap;
char* b = bp;
// Unroll the loop
#if AMD64
// For the AMD64 bit platform we unroll by 12 and
// check three qwords at a time. This is less code
// than the 32 bit case and is shorter
// pathlength.
while (length >= 12)
{
if (*(long*)a != *(long*)b) return false;
if (*(long*)(a+4) != *(long*)(b+4)) return false;
if (*(long*)(a+8) != *(long*)(b+8)) return false;
a += 12; b += 12; length -= 12;
}
#else
while (length >= 10)
{
if (*(int*)a != *(int*)b) return false;
if (*(int*)(a+2) != *(int*)(b+2)) return false;
if (*(int*)(a+4) != *(int*)(b+4)) return false;
if (*(int*)(a+6) != *(int*)(b+6)) return false;
if (*(int*)(a+8) != *(int*)(b+8)) return false;
a += 10; b += 10; length -= 10;
}
#endif
// This depends on the fact that the String objects are
// always zero terminated and that the terminating zero is not included
// in the length. For odd string sizes, the last compare will include
// the zero terminator.
while (length > 0)
{
if (*(int*)a != *(int*)b) break;
a += 2; b += 2; length -= 2;
}
return (length <= 0);
}
}
由于上面的许多奇特的解决方案不适用于 UWP，并且因为我喜欢 Linq 和功能性方法，所以我向您展示我对这个问题的版本。为了在出现第一个差异时逃避比较，我选择了 .FirstOrDefault()
public static bool CompareByteArrays(byte[] ba0, byte[] ba1) =>
!(ba0.Length != ba1.Length || Enumerable.Range(1,ba0.Length)
.FirstOrDefault(n => ba0[n] != ba1[n]) > 0);
如果您正在寻找一个非常快速的字节数组相等比较器，我建议您看一下这篇 STSdb 实验室文章： 字节数组相等比较器。 它具有一些最快的 byte[] 数组相等性比较实现，对其进行了介绍、性能测试和总结。
您还可以关注这些实现：
BigEndianByteArray比较器 - 从左到右的快速 byte[] 数组比较器（BigEndian）BigEndianByteArray相等比较器 - - 从左到右的快速 byte[] 相等比较器（BigEndian）LittleEndianByteArrayComparer - 从右到左的快速 byte[] 数组比较器 (LittleEndian)LittleEndianByteArrayEqualityComparer - 从右到左的快速 byte[] 相等比较器 (LittleEndian)
如果您有一个巨大的字节数组，您可以通过将它们转换为字符串来比较它们。
你可以使用类似的东西
byte[] b1 = // Your array
byte[] b2 = // Your array
string s1 = Encoding.Default.GetString( b1 );
string s2 = Encoding.Default.GetString( b2 );
我已经使用过它并且看到了巨大的性能影响。
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