C# 陣列清零效能大比拚：五種方法實測與最佳實踐

測試情境

陣列大小：byte[65536] (64KB)
迴圈：50,000 次清零
環境：P4 3.0E / DDR400 512MB / .NET Framework 1.1 (VS2003)
*現代 .NET Core/5+ 結果比例相似，絕對數值大幅下降*

五種清零方法

// 1. 重新建立陣列
test = new byte[65536];

// 2. 自訂 memset (逐元素指派)
public static void Memset(byte[] buf, byte val, int size)
{
    for (int i = 0; i < size; i++) buf[i] = val;
}
Memset(test, 0, 65536);

// 3. 內聯 for 迴圈
for (int k = 0; k < 65536; test[k++] = 0) ;

// 4. Array.Clear (BCL 內建)
Array.Clear(test, 0, 65536);

// 5. 空陣列 CopyTo
test2.CopyTo(test, 0); // test2 為預先建立的同大小零陣列

實測結果 (毫秒，10 次平均)

深度分析

1. Array.Clear 勝出關鍵：內部呼叫高度優化的 native 記憶體清零指令 (memset/rep stosb)，並處理陣列邊界檢查、GC 卡片標記等細節。
2. new 陣列次之：雖需重新配置記憶體，但配置器極快 (Gen0 指標遞增)，且零初始化由 OS 記憶體管理單元批次完成。
3. CopyTo 尚可：利用 `Buffer.BlockCopy` 底層複製，但需額外維護一個零陣列佔用記憶體。
4. 手寫迴圈最慢：C# 迴圈邊界檢查、索引運算、JIT 難以向量化，效能遠輸 native 實作。內聯反而更慢 可能因指令快取壓力、缺乏方法內聯優化。

現代 .NET (Core 3.1 / 5 / 6 / 7 / 8) 補充

• Array.Clear 依然最快，且新增 Array.Clear(Array) 多載 (清除整個陣列)。
• RuntimeHelpers.InitBlock / Unsafe.InitBlock 可對 `stackalloc` / `Span` 做極致清零。
• MemoryExtensions.Fill (`.NET 6+`)：`span.Fill(0)` 語意清晰、效能等同 `Array.Clear`。

最佳實踐建議

總結

永遠優先使用 `Array.Clear` / `Span.Fill`** 由 BCL 提供的經過極致優化、處理邊界與 GC 協議的原生實作。手寫迴圈不僅效能差，還易出現 Off-by-one 錯誤。記住：「不要重造輪子，除非你在造更好的輪子。」