在 C# 中使用枚举索引数组

Question

我有很多固定大小的数字集合，其中每个条目都可以使用常量访问。 当然，这似乎指向数组和枚举：

enum StatType {
    Foo = 0,
    Bar
    // ...
}

float[] stats = new float[...];
stats[StatType.Foo] = 1.23f;

问题当然是你不能使用枚举来索引没有强制转换的数组（尽管编译后的 IL 使用普通整数）。 所以你必须到处写这个：

stats[(int)StatType.foo] = 1.23f;

我试图找到方法来使用相同的简单语法而不进行强制转换，但还没有找到完美的解决方案。 使用字典似乎是不可能的，因为我发现它比数组慢大约 320 倍。 我还尝试为以枚举作为索引的数组编写一个泛型类：

public sealed class EnumArray<T>
{
    private T[] array;
    public EnumArray(int size)
    {
        array = new T[size];
    }
    // slow!
    public T this[Enum idx]
    {
        get { return array[(int)(object)idx]; }
        set { array[(int)(object)idx] = value; }
    }
}

或者甚至是一个带有指定枚举的第二个泛型参数的变体。 这与我想要的非常接近，但问题是您不能将非特定枚举（无论是来自泛型参数还是装箱类型枚举）强制转换为 int。 相反，您必须首先使用强制转换为对象来将其装箱，然后将其强制转换回来。 这可行，但速度相当慢。 我发现为索引器生成的 IL 看起来像这样：

.method public hidebysig specialname instance !T get_Item(!E idx) cil managed
{
    .maxstack 8
    L_0000: ldarg.0 
    L_0001: ldfld !0[] EnumArray`2<!T, !E>::array
    L_0006: ldarg.1 
    L_0007: box !E
    L_000c: unbox.any int32
    L_0011: ldelem.any !T
    L_0016: ret 
}

正如您所看到的，那里有不必要的装箱和拆箱指令。 如果您从二进制文件中删除它们，代码就可以正常工作，并且比纯数组访问慢一点。

有没有什么方法可以轻松解决这个问题呢？ 或者也许更好的方法？ 我认为也可以使用自定义属性来标记此类索引器方法，并在编译后删除这两个指令。 什么是合适的图书馆？ 也许莫诺·塞西尔？

当然，总是有可能删除枚举并使用这样的常量：

static class StatType {
    public const int Foo = 0;
    public const int Bar = 1;
    public const int End = 2;
}

这可能是最快的方法，因为您可以直接访问数组。

Answer 1

我怀疑您可能可以通过编译委托来为您进行转换来使其更快一点，这样就不需要装箱和拆箱。 如果您使用 .NET 3.5，表达式树很可能是最简单的方法。 （您可以在 EnumArray 示例中使用它。）

就我个人而言，我很想使用您的 const int 解决方案。 无论如何，.NET 默认情况下都不会提供枚举值验证 - 即，您的调用者始终可以将 int.MaxValue 转换为您的枚举类型，并且您会得到 ArrayIndexException （或其他）。 因此，考虑到您已经获得的保护/类型安全相对缺乏，恒定值答案很有吸引力。

希望 Marc Gravell 很快就能充实到编译后的转换委托的想法......

Answer 2

如果您的 EnumArray 不是通用的，而是明确采用 StatType 索引器 - 那么您就可以了。 如果这不理想，那么我可能会自己使用 const 方法。 然而，通过传入 Func进行快速测试是很困难的。 与直接访问相比没有明显差异。

 public class EnumArray<T, E> where E:struct {
    private T[] _array;
    private Func<E, int> _convert;

    public EnumArray(int size, Func<E, int> convert) {
        this._array = new T[size];
        this._convert = convert;
    }

    public T this[E index] {
        get { return this._array[this._convert(index)]; }
        set { this._array[this._convert(index)] = value; }
    }
 }

Answer 3

如果您有很多固定大小的集合，那么将属性包装在对象中可能比 float[] 更容易：

public class Stats
{
    public float Foo = 1.23F;
    public float Bar = 3.14159F;
}

传递对象将为您提供类型安全、简洁的代码和恒定时间访问你要的那个。

如果您确实需要使用数组，那么添加一个 ToArray() 方法就足够了，该方法将对象的属性映射到 float[]。

Answer 4

struct PseudoEnum 
{ 
    public const int INPT = 0; 
    public const int CTXT = 1; 
    public const int OUTP = 2; 
}; 

// ... 

String[] arr = new String[3]; 

arr[PseudoEnum.CTXT] = "can"; 
arr[PseudoEnum.INPT] = "use"; 
arr[PseudoEnum.CTXT] = "as"; 
arr[PseudoEnum.CTXT] = "array"; 
arr[PseudoEnum.OUTP] = "index"; 

（我还在https://stackoverflow.com/a/12901745/147511发布了这个答案）

[编辑：哎呀我刚刚注意到 Steven Behnke 在本页其他地方提到了这种方法。 对不起; 但至少这展示了一个这样做的例子......]

Answer 5

枚举应该是类型安全的。 如果将它们用作数组的索引，则将修复枚举的类型和值，因此与声明 int 常量的静态类相比没有任何好处。

Answer 6

不幸的是，我不相信有任何方法可以将隐式转换运算符添加到枚举中。 因此，您必须要么忍受丑陋的类型转换，要么只使用带有常量的静态类。

这是一个 StackOverflow 问题，详细讨论了隐式转换运算符：

可以我们在 C# 中定义了枚举的隐式转换？

Answer 7

我对 C# 并不是 100% 熟悉，但我以前见过用于将一种类型映射到另一种类型的隐式运算符。 您可以为 Enum 类型创建一个隐式运算符，允许您将其用作 int 吗？