密集矩陣的一維數組與二維數組：哪個更快、記憶體效率更高？

一維數組和二維數組，哪個比較快？

簡介

本討論圍繞表示 2D 場的效率展開面對動態記憶體分配時使用一維或二維數組。雖然這兩種方法都有其優點，但其中一種通常可以為密集矩陣提供更好的效能和記憶體使用率。

什麼比較快？

一維數組通常表現出更好的效能，因為：

• 更好的記憶體局部性： 資料儲存連續地，減少在行優先（或列優先）存取模式期間經歷的快取未命中次數。
• 更少的開銷：一維數組具有更簡單的記憶體管理方案，避免了額外的分配以及與 2D 數組關聯的釋放。

什麼更小？

動態一維數組比二維數組消耗更少的記憶體。這是因為：

• 沒有額外的指標：與每行都需要一個指標的 2D 陣列不同，動態 1D 陣列只需要一個引用整個資料區塊的指標。
• 減少分配開銷：如前所述，簡化的記憶體管理方案一維數組減少了分配的開銷，釋放更多空間用於資料儲存。

備註

索引重新計算與記憶體局部性：

雖然一維數組的索引重新計算可能看起來更複雜，但它不太可能成為效能瓶頸。一維數組中更好的記憶體局部性的潛在好處超過了索引操作的任何潛在開銷。

結論

一般來說，建議使用一維數組來表示密集的二維矩陣，提供更好的效能和記憶體效率。但是，二維數組可能更適合矩陣稀疏（有許多空行）或行間列數不同（非矩形矩陣）的情況。

附加說明：

分析您的特定應用程式以確定最佳陣列類型非常重要。然而，根據一般經驗，一維數組為大多數涉及密集二維矩陣的用例提供了顯著的優勢。

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