bool类型输入x,y网格的类结构实现：当前写法是否高效？

你目前采用的嵌套硬编码属性写法，完全算不上高效方案，存在三个硬伤：

• 扩展性极差：硬编码写死10个Timeband属性、每个Readers类写死10个reader属性，后续如果要调整网格规模（比如新增Timeband、新增Reader），必须手动修改类定义、重新编译程序，漏改一处就会引入难以排查的bug
• 内存冗余极高：每个Readers实例都是独立的堆对象，加上每个bool属性的内存对齐填充、属性访问器的元数据开销，这套10*10网格的实际内存占用，比理论存储值高5~10倍
• 访问效率极低：运行时如果需要根据timeband编号、reader编号动态取对应的值，没法直接做索引访问，要么写几十层switch-case分支，要么通过反射查找属性，性能损耗比直接索引低几个数量级

根据性能需求不同，有两个成熟的落地方向：

追求极致零开销 #

因为你的网格是固定10*10=100个bool值，完全可以把所有值压缩存储在几个无符号整数的位空间里，整体做成值类型struct，没有任何堆分配开销，所有读写操作都是原生CPU位运算，访问延迟在纳秒级别：

public struct BoolGrid10x10
{
    // 100个布尔值拆为两个连续位段存储，无冗余
    private ulong _lowerBits; // 存储前64个值
    private uint _upperBits;  // 存储剩余36个值

    // 索引器：timebandIndex 取值范围0-9，readerIndex取值范围0-9
    public bool this[int timebandIndex, int readerIndex]
    {
        get
        {
            int bitOffset = timebandIndex * 10 + readerIndex;
            return bitOffset < 64
                ? (_lowerBits & (1ul << bitOffset)) != 0
                : (_upperBits & (1u << (bitOffset - 64))) != 0;
        }
        set
        {
            int bitOffset = timebandIndex * 10 + readerIndex;
            if (bitOffset < 64)
            {
                _lowerBits = value 
                    ? _lowerBits | (1ul << bitOffset) 
                    : _lowerBits & ~(1ul << bitOffset);
            }
            else
            {
                int shiftedOffset = bitOffset - 64;
                _upperBits = value
                    ? _upperBits | (1u << shiftedOffset)
                    : _upperBits & ~(1u << shiftedOffset);
            }
        }
    }
}

兼顾开发效率 #

如果不需要极致的位运算性能，直接用二维紧凑数组实现即可，代码量比原有嵌套类写法减少80%以上：

// 网格固定为10行（对应Timeband 0-9）、10列（对应Reader 0-9）
private readonly bool[,] _grid = new bool[10, 10];

// 取值示例：获取Timeband2、Reader7的状态 -> _grid[2, 7]
// 赋值示例：设置Timeband2、Reader7为true -> _grid[2, 7] = true

这种实现下，.NET会为bool数组分配连续紧凑的内存，1010的网格仅占100字节加少量数组头开销*，内存占用仅为原有嵌套类写法的1/10不到，访问速度和硬编码属性几乎没有差别，还能直接用两层循环做批量遍历，不需要手动枚举每一个硬编码属性。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者A Houghton