1D- oder 2D-Arrays für dichte Matrizen: Was ist schneller und speichereffizienter?

1D- oder 2D-Array, was ist schneller?

Einführung

Diese Diskussion dreht sich um die Effizienz der Darstellung eines 2D-Feldes Verwendung von 1D- oder 2D-Arrays bei dynamischer Speicherzuweisung. Obwohl beide Ansätze ihre Vorzüge haben, bietet einer im Allgemeinen eine bessere Leistung und Speichernutzung für dichte Matrizen.

Was ist schneller?

1D-Arrays weisen typischerweise eine bessere Leistung auf, weil:

• Bessere Speicherlokalität: Daten werden zusammenhängend gespeichert, wodurch die Anzahl reduziert wird der Cache-Fehler, die bei zeilen- oder spaltenorientierten Zugriffsmustern auftreten.
• Weniger Overhead: 1D-Arrays verfügen über ein einfacheres Speicherverwaltungsschema, wodurch die mit 2D verbundenen zusätzlichen Zuweisungen und Freigaben vermieden werden Arrays.

Was ist Kleiner?

Dynamische 1D-Arrays verbrauchen weniger Speicher als ihre 2D-Gegenstücke. Das liegt daran:

• Keine zusätzlichen Zeiger: Im Gegensatz zu 2D-Arrays, die einen Zeiger für jede Zeile erfordern, benötigen dynamische 1D-Arrays nur einen einzigen Zeiger, der auf den gesamten Datenblock verweist.
• Reduzierter Allokationsaufwand: Wie bereits erwähnt, das vereinfachte Speicherverwaltungsschema von 1D-Arrays Reduziert den Overhead der Zuordnungen und gibt mehr Platz für die Datenspeicherung frei.

Bemerkungen

Indexneuberechnung vs. Speicherlokalität:

Während Die Indexneuberechnung für 1D-Arrays mag komplexer erscheinen, es ist jedoch unwahrscheinlich, dass sie einen Leistungsengpass darstellt. Die potenziellen Vorteile einer besseren Speicherlokalität in 1D-Arrays überwiegen den potenziellen Mehraufwand durch Indexmanipulation.

Schlussfolgerung

Im Allgemeinen werden 1D-Arrays für die Darstellung dichter 2D-Matrizen empfohlen. bietet eine bessere Leistung und Speichereffizienz. 2D-Arrays können jedoch in Szenarien besser geeignet sein, in denen die Matrix dünn besetzt ist (viele leere Zeilen aufweist) oder in denen die Anzahl der Spalten zwischen den Zeilen variiert (nicht rechteckige Matrizen).

Zusätzlicher Hinweis:

Es ist wichtig, ein Profil Ihrer spezifischen Anwendung zu erstellen, um den optimalen Array-Typ zu bestimmen. Als allgemeine Faustregel gilt jedoch, dass 1D-Arrays für die meisten Anwendungsfälle mit dichten 2D-Matrizen einen erheblichen Vorteil bieten.

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