在线性内存空间中寻址二维数组的开销答案

【问题标题】：overhead in addressing 2d array in linear memory space在线性内存空间中寻址二维数组的开销
【发布时间】：2010-08-31 21:21:03
【问题描述】：

是否像在

中那样以线性方式寻址多维数组中的寻址值

values[row_num*row_width + column_num]

与 values[row][col] 相比，是否需要额外计算乘法/加法？还是编译器将后者转换为前者？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

假设您正在比较索引，例如int values[M*N] 和 int values[M][N]，那么它们将在实践中创建等效的代码。

但是，如果您使用 values[row][col] 来索引，例如int (*values)[N]，那就另当别论了……

【讨论】：

【解决方案2】：

这取决于。如果你这样声明一个数组：

int values[m][n];

然后编译器优化访问，即使用线性内存并计算正确的偏移量（就像在您的伪代码中一样）。

但是如果你这样声明一个数组：

int **values;
values = new int*[m];
for (size_t i = 0; i < m; ++i) values[i] = new int[n];

那么编译器就不能像这样优化数组访问

values[row][col]
// same as
*(*(values+row) + col)

即这样的代码会产生一个额外的内存访问。而且由于在当前架构上，内存访问比计算偏移量要贵几个数量级，因此这种多维数组样式的效率低于使用线性内存块和计算（或让编译器在可能的情况下计算）偏移量。

【讨论】：

【解决方案3】：

编译器是否转换后者还是前者？

是的。如果您索引连续的内存位置，缓存将对您大有裨益。

【讨论】：