1D 配列と 2D 配列: どちらがより高速なパフォーマンスを提供しますか?

1D 配列と 2D 配列: どちらが高速ですか?

はじめに

1D 配列と 2D 配列のどちらを使用するかは、特定のニーズと制約によって決まります。あなたのプログラムの。ここでは、2 つのオプションを比較検討する際に考慮すべき速度とその他の要素について説明します。

1.速度

密行列の場合、一般に 1D 配列を使用する方が高速です。これにより、メモリの局所性が向上し、割り当てと割り当て解除のオーバーヘッドが削減されます。

2.メモリ消費量

動的 1D 配列は 2D 配列よりもメモリ消費量が少なくなります。さらに、2D 配列ではより頻繁な割り当てと割り当て解除が必要となり、メモリ使用量にも影響する可能性があります。

備考

インデックス再計算のオーバーヘッド: 一方、1D 配列のインデックスの再計算は遅く見えるかもしれません。 、アセンブリ分析によると、オーバーヘッドは無視できるものであり、オーバーヘッドが発生する可能性は低いことが示されています。ボトルネック。

メモリの局所性の利点: 1D 配列は、連続したメモリ割り当てによりキャッシュ ミスが減少するため、メモリの局所性が向上します。

動的 2D 配列の欠点

使用動的 2D 配列 (ポインタ間またはポインタ間)ベクトルのベクトル) は、特に小さな行列の場合、いくつかの欠点がある可能性があります。

メモリの局所性: 各行と列の無関係なメモリ割り当てパターンにより、メモリの局所性が悪化し、キャッシュ ミスが増加します。 .

過剰な割り当て/割り当て解除: 動的 2D マトリックスの作成には複数の割り当てが必要です (N 1) および割り当て解除。コストがかかり、オーバーヘッドが増加する可能性があります。

メモリ オーバーヘッド: 配列ポインターと基になるデータの両方の保存に関連するオーバーヘッドは、特に大きな行列の場合、重大になる可能性があります。

メモリ リークのリスク: メモリ リークを回避するには、適切な例外処理が重要です。割り当てが失敗した場合。

概要

一般に、単純で小さな行列には 1D アプローチを使用する必要があります。特定のケースに最適なソリューションを決定するにはプロファイリングが常に推奨されますが、通常は 1D 配列の方が高速で、メモリ消費の点でより効率的で、メモリ関連の問題が発生しにくくなります。

代替: 行列クラス

基礎となるデータ構造を抽象化し、最適化されたパフォーマンスを提供するカスタム マトリックス クラスの作成を検討してください。このようなクラスは、リソース管理、メモリ割り当て/割り当て解除の処理、効率的な要素アクセスの提供、サイズ変更などの機能の実装を行うことができます。

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