密行列の 1D 配列と 2D 配列: どちらが高速でメモリ効率が高いでしょうか?

1D 配列と 2D 配列、どちらが速いですか?

はじめに

この議論は 2D フィールドを表現する効率を中心に展開します動的なメモリ割り当てが必要な場合は、1D または 2D 配列を使用します。どちらのアプローチにもそれぞれ利点がありますが、一般に、密行列のパフォーマンスとメモリ使用量が向上します。

何が高速ですか?

1D 配列は通常、次の理由によりパフォーマンスが向上します。

• メモリの局所性の向上: データが保存されます
• オーバーヘッドの削減: 1D 配列は、より単純なメモリ管理スキームを備えており、余分な割り当てを回避します。および 2D 配列に関連付けられた割り当て解除。

とは小さい?

動的 1D 配列 は、対応する 2D 配列よりもメモリ消費量が少なくなります。その理由は次のとおりです。

• 余分なポインターが不要: 各行にポインターが必要な 2D 配列とは異なり、動的 1D 配列にはデータ ブロック全体を参照する単一のポインターのみが必要です。
• 割り当てオーバーヘッドの削減: 前述したように、単純化された1D 配列のメモリ管理スキームにより、割り当てのオーバーヘッドが削減され、データ ストレージ用に多くのスペースが解放されます。

備考

インデックスの再計算とメモリの局所性:

1D 配列のインデックスの再計算はより複雑に見えるかもしれませんが、実際はそうではありません。パフォーマンスのボトルネック。 1D 配列のメモリ局所性の向上による潜在的な利点は、インデックス操作による潜在的なオーバーヘッドを上回ります。

結論

一般に、密な 2D 行列を表すには 1D 配列が推奨されます。パフォーマンスとメモリ効率が向上します。ただし、行列が疎である (空の行が多い) か、列の数が行全体で異なる (非長方形行列) シナリオでは、2D 配列 の方が適している可能性があります。

追加の注意:

最適な配列タイプを決定するには、特定のアプリケーションをプロファイリングすることが重要です。ただし、一般的な経験則として、1D 配列は、密な 2D 行列を含むほとんどのユースケースに大きな利点をもたらします。

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