在 C++ 中对大输入实现矩阵的最有效方法？

Question

我正在尝试找出在 C++ 中创建矩阵的最佳方法。到目前为止，我有两个选择：

1) 一个向量将所有数据存储在一个“行”中，但使用模和算术，可以像二维表一样访问。

或

2) 包含指向其他向量的指针的向量，使得原始向量表示集合列，并且它指向的向量包含沿每列行向下的值。

例如，如果我们有一个这样的表：

Name  |  Course   |  Grade
Allen | Chemistry |  76
Rick  | English   |  84
Mary  | Physics   |  93

我的第一个示例将所有数据存储在一个向量中，如下所示：

my_vec = {Name, Course, Grade, 
          Allen, Chemistry, 76, 
          Rick, English, 84, 
          Mary, Physics, 93}

（假设存储在同一个向量中的值的异构性质现在不是问题）

我的第二个示例将像这样存储数据：

vec1 = {Name, Course, Grade}; 

每个点都包含一个指向向量的指针（本例中为 3 个“子”向量）

Name -> name_vec = {Allen, Rick, Mary}
Course -> course_vec = {Chemistry, English, Physics}
Grade -> grade_vec = {76, 84, 93}

对矩阵的一些要求：

• 它需要是可增长的，这就是我选择在示例中使用向量的原因。

• 需要能够高效处理大量数据

• 它必须能够支持行插入（在末尾），行删除（从中间），将一个矩阵附加到另一个矩阵（通过将其列添加到原始矩阵的左端，如果我们可视化它就像一张桌子）

有谁知道这些选项中的一个在大输入时是否会比另一个更有效？或者，是否有人对实现这个矩阵有更好的建议？

Answer 1

根据我的经验，主要问题是良好的缓存使用率。使用模算术与指针来访问行并没有很大的优势，但是将数据保存在连续的内存中对于高效访问非常重要。向量的向量可能不会是最有效的，因为单个向量可能分散在整个内存中，除非您使用自定义分配器。指向一个连续元素块的部分的指针向量可能更好。

不过，有关如何布置数据的详细信息将取决于您的特定使用模式。就性能而言，您始终需要衡量。