密集矩阵的一维数组与二维数组：哪个更快、内存效率更高？

一维数组和二维数组，哪个更快？

简介

本讨论围绕表示 2D 场的效率展开面对动态内存分配时使用一维或二维数组。虽然这两种方法都有其优点，但其中一种通常可以为密集矩阵提供更好的性能和内存使用率。

什么更快？

一维数组通常表现出更好的性能，因为：

• 更好的内存局部性： 数据被存储连续地，减少在行优先（或列优先）访问模式期间经历的缓存未命中次数。
• 更少的开销：一维数组具有更简单的内存管理方案，避免了额外的分配以及与 2D 数组关联的释放。

什么更小？

动态一维数组比二维数组消耗更少的内存。这是因为：

• 没有额外的指针：与每行都需要一个指针的 2D 数组不同，动态 1D 数组只需要一个引用整个数据块的指针。
• 减少分配开销：如前所述，简化的内存管理方案一维数组减少了分配的开销，释放更多空间用于数据存储。

备注

索引重新计算与内存局部性：

虽然一维数组的索引重新计算可能看起来更复杂，但它不太可能成为性能瓶颈。一维数组中更好的内存局部性的潜在好处超过了索引操作的任何潜在开销。

结论

一般来说，建议使用一维数组来表示密集的二维矩阵，提供更好的性能和内存效率。但是，二维数组可能更适合矩阵稀疏（有许多空行）或行间列数不同（非矩形矩阵）的情况。

附加说明：

分析您的特定应用程序以确定最佳阵列类型非常重要。然而，根据一般经验，一维数组为大多数涉及密集二维矩阵的用例提供了显着的优势。

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