c# - 优化数组中每个元素的平方或乘法

Question

我有两个问题想请教。

1. 第一个是有一个 hf = {1, 4, 9, ......., n-1, n} 的数组。我想对数组中的每个元素进行平方，例如 {1^2、4^2、9^2、.........、(n-1)^2、n^2}。

2. 有两个数组。一个是 hf = {1, 4, 9, ........., n-1, n} 另一个是 random = {2, 3, 4, ........., k- 1，k}。我想将两个数组中的每个组件相乘。 {1*2, 4*3, 9*4, ......., (n-1)(k-1), nk}。

我实际使用的代码如下:

    int np = 20000;
    for (int i = 0; i < np; i++)
    {
       random[i] = randomNG.GetNormal();

       for (int j = 0; j < np; j++)
       {
           sigma[j] = Math.Pow(hf[j], 2);
           hf[j] = hf[j] * random[i];
           sigma_super[j] = sigma_super[j] + sigma[j];
           hf_super[j] = hf_super[j] + hf[j];
       } 
    }

为了完成上述案例，我使用了“for”语句。问题是需要花费大量时间来处理，因为另一个 for 语句中有 for 语句(20000x20000 次迭代)。

当我测量耗时时，大约是 14 秒。有没有其他方法可以在更短的时间内做同样的事情(也许使用开源库中的矩阵类)？我真的很想优化这个过程。

Answer 1

两个 20,000 个元素的数组(总共 40,000 个元素)并没有那么多。您是如何实现您的代码以使其“需要大量时间来处理”的？

这处理得相当快:

using System;
using System.Linq;

public class Program
{
    public static void Main()
    {
        int[] array1 = new int[20000];
        int[] array2 = new int[20000];
        int[] square = new int[20000];
        int[] product = new int[20000];

        Random r = new Random();
        for (int i = 0; i < array1.Length; i++)
        {
            array1[i] = r.Next(1, 10);
            array2[i] = r.Next(1, 10);

            square[i] = array1[i] * array1[i];
            product[i] = array1[i] * array2[i];
        }

        // Only displaying the first 20 results
        Console.WriteLine("Array1 : {0}", String.Join(",", array1.Take(20)));
        Console.WriteLine("Array2 : {0}", String.Join(",", array2.Take(20)));
        Console.WriteLine("Square : {0}", String.Join(",", square.Take(20)));
        Console.WriteLine("Product: {0}", String.Join(",", product.Take(20)));
    }
}

结果(每次执行都会有所不同):

Array1 : 4,3,4,7,3,3,5,6,3,3,9,7,5,4,4,2,8,7,4,7
Array2 : 4,7,6,7,4,6,4,8,8,3,7,2,2,7,3,2,4,2,8,3
Square : 16,9,16,49,9,9,25,36,9,9,81,49,25,16,16,4,64,49,16,49
Product: 16,21,24,49,12,18,20,48,24,9,63,14,10,28,12,4,32,14,32,21

请参阅此处的工作示例... https://dotnetfiddle.net/83I3B0