除了 SetPixel 和 GetPixel 之外，如何加快 C# 中的點陣圖操作速度？

最佳化 C# 中的點陣圖操作：SetPixel 與 GetPixel 的進階替代方案

C# 的 SetPixel 和 GetPixel 方法對於點陣圖操作來說非常慢。本文提出了更快、更有效的替代方案。

SetPixel/GetPixel 效率低

以下程式碼舉例說明了 SetPixel 和 GetPixel 的傳統且低效使用：

<code class="language-csharp">// Inefficient code using SetPixel and GetPixel</code>

由於對 GetPixel 和 SetPixel 的大量調用，這種方法會產生巨大的開銷。

DirectBitmap 類別：高效能解決方案

一個高效的替代方案是 DirectBitmap 類，它提供對位圖原始資料的直接存取。這繞過了對 GetPixel 和 SetPixel 的需求，從而帶來了顯著的效能提升。 使用 DirectBitmap 繪製矩形的範例：

<code class="language-csharp">using (var g = Graphics.FromImage(dbm.Bitmap))
{
    g.DrawRectangle(Pens.Black, new Rectangle(50, 50, 100, 100));
}</code>

使用位元組數組進行記憶體最佳化

對於記憶體使用至關重要的應用程序，DirectBitmap 類別可以調整為使用位元組數組而不是整數數組：

<code class="language-csharp">Bits = new byte[width * height * 4];</code>

DirectBitmap 類別的優點：

• 消除了 LockBits 的需要並減少了垃圾收集開銷。
• 允許直接存取原始位圖資料。
• 保留標準Bitmap屬性。

重要注意事項：

• 固定記憶體保持不動，可能會影響垃圾收集器的效率。
• 總是處置 DirectBitmap 實例以釋放固定記憶體。

效能基準比較

基準測試清楚地證明了DirectBitmap與傳統SetPixel/GetPixel和LockBits方法相比的優越性能：

<code>| Method       | 4x4     | 16x16    | 64x64    | 256x256   | 1024x1024  | 4096x4096  |
|--------------|---------|----------|----------|-----------|------------|------------|
| DirectBitmap  |          |          |          |           |            |            |</code>

結論

DirectBitmap 類比 C# 中的傳統點陣圖操作方法提供了顯著的效能改進。 它直接存取原始資料並避免 GetPixel/SetPixel 調用，使其成為效能敏感應用程式的理想選擇。

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