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如何使用多维数组调用Parallel.ForEach

使用Parallel.ForEach处理多维数组

基础概念

Parallel.ForEach是.NET中用于并行处理集合的机制,它属于System.Threading.Tasks命名空间。对于多维数组,由于其特殊的结构,直接使用Parallel.ForEach需要一些技巧。

解决方案

方法1:将多维数组转换为一维数组或锯齿数组

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int[,] multiDimensionalArray = new int[10, 10];
// 填充数组...

// 转换为锯齿数组
var jaggedArray = new int[multiDimensionalArray.GetLength(0)][];
for (int i = 0; i < jaggedArray.Length; i++)
{
    jaggedArray[i] = new int[multiDimensionalArray.GetLength(1)];
    for (int j = 0; j < jaggedArray[i].Length; j++)
    {
        jaggedArray[i][j] = multiDimensionalArray[i, j];
    }
}

// 使用Parallel.ForEach处理
Parallel.ForEach(jaggedArray, row =>
{
    for (int j = 0; j < row.Length; j++)
    {
        // 处理每个元素
        row[j] = ProcessElement(row[j]);
    }
});

方法2:使用Parallel.For处理外部维度

代码语言:txt
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int[,] multiDimensionalArray = new int[10, 10];
// 填充数组...

Parallel.For(0, multiDimensionalArray.GetLength(0), i =>
{
    for (int j = 0; j < multiDimensionalArray.GetLength(1); j++)
    {
        // 处理每个元素
        multiDimensionalArray[i, j] = ProcessElement(multiDimensionalArray[i, j]);
    }
});

方法3:使用自定义分区器

代码语言:txt
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int[,] multiDimensionalArray = new int[100, 100];
// 填充数组...

var partitioner = Partitioner.Create(0, multiDimensionalArray.GetLength(0));

Parallel.ForEach(partitioner, range =>
{
    for (int i = range.Item1; i < range.Item2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < multiDimensionalArray.GetLength(1); j++)
        {
            // 处理每个元素
            multiDimensionalArray[i, j] = ProcessElement(multiDimensionalArray[i, j]);
        }
    }
});

注意事项

  1. 线程安全:确保对共享资源的访问是线程安全的
  2. 性能考虑:对于小型数组,并行处理可能不会带来性能提升
  3. 内存局部性:多维数组在内存中是连续存储的,考虑缓存友好性
  4. 异常处理:使用AggregateException处理并行操作中的异常

应用场景

  • 图像处理(如像素矩阵操作)
  • 科学计算(矩阵运算)
  • 大数据处理(批量转换数据)

为什么不能直接使用Parallel.ForEach

多维数组不直接实现IEnumerable<T>接口,而Parallel.ForEach需要处理IEnumerable<T>集合。因此需要先将多维数组转换为可枚举的形式或使用Parallel.For替代。

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