二维数组迭代方法比另一种方法更快

Question

我知道结果是一样的，但是第一个循环比第二个循环快。这是为什么呢？

int[][] values = new int[10][20];

int sum = 0;
int count = 0;
for (int j = 0; j < 20; j++) {

    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        count++;
        values[i][j] = count;

        sum += values[i][j];
    }

}
System.out.println(sum);

---

int[][] values = new int[10][20];

int sum = 0;
int count = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {

    for (int j = 0; j < 20; j++) {
        count++;
        values[i][j] = count;

        sum += values[i][j];
    }

}
System.out.println(sum);

Answer 1

这是loop interchange。

虽然我无法完全观察到与您的机器相同的结果（我的机器相当在 Intel i7-4770K 上非常强大，而且代码非常简单非常我用于堆栈溢出问题的类），通常这种循环具有更高性能的倾向。

它更高效的主要原因是它迭代的元素的局部性。迭代连续内存比迭代非连续内存效率更高。

让我们考虑一个典型的数组：

int[] anArray = new int[5];

在内存中，Java 将保留*五个能够保存 int 的连续块。

int[5] -> [][][][][]

^{*：或者至少尝试一下。}

对于二维数组，Java 将执行相同的操作，但要注意的是，它不会像内存中的网格（如 C 那样），而是指向数组的数组。

int[2][3] -> [ ] [ ]
              |   |
              v   v
             [ ] [ ]
             [ ] [ ]
             [ ] [ ]

在内存布局方面，第二层数组（即长度为 20 的数组）在内存中可能比第一层数组（即长度为 10 的数组）在内存中更接近。迭代连续内存比迭代非连续内存更有效，这就是您注意到速度提高的原因。

Answer 2

因为您在将 [i][j] 推入该数组时忘记在值中进行切换。