这个二维数组初始化是个坏主意吗？答案

【问题标题】：Is this 2D array initialization a bad idea?这个二维数组初始化是个坏主意吗？
【发布时间】：2011-02-20 00:16:50
【问题描述】：

我有一些需要二维数组的东西，但为了获得更好的缓存性能，我宁愿它实际上是一个普通数组。这是我的想法，但我不知道这是不是一个糟糕的想法：

const int XWIDTH = 10, YWIDTH = 10;
int main(){
    int * tempInts = new int[XWIDTH * YWIDTH];
    int ** ints = new int*[XWIDTH];
    for(int i=0; i<XWIDTH; i++){
        ints[i] = &tempInts[i*YWIDTH];
    }
    // do things with ints
    delete[] ints[0];
    delete[] ints;
    return 0;
}

所以我的想法是，我不是new一堆数组（并将它们放在内存中的不同位置），而是指向一个我一次创建的数组。

delete[] (int*) ints; 的原因是因为我实际上是在一个类中执行此操作，它会节省 [微不足道的] 内存而不是保存原始指针。

只是想知道是否有任何理由这是一个可怕的想法。或者，如果有更简单/更好的方法。目标是能够以ints[x][y] 而不是ints[x*YWIDTH+y] 访问数组。

编辑：一个简单的基准测试表明，我的方式在没有优化器的情况下更快，但 gcc 可能出于某种原因在简单方式上优化得更好。

http://pastebin.com/YDRuLuXv

如果你用gcc -O0编译，最好是stack，然后是mine，然后normal。如果你编译时 X_MAX 设置为大值，Y_MAX 设置为小值，并使用 gcc -O3，我的和堆栈应该真的很快，但正常的不会。如果你让 X_MAX 小而 Y_MAX 大，正常的方法应该会赢（甚至由于某种原因超过了堆栈方法）。

【问题讨论】：

标签： c++ multidimensional-array memory-management

【解决方案1】：

这种方法的问题在于它容易出错。我会告诉你将分配和对 2D 数组中各个元素的访问封装在一个类中。

class Array2D
{
private:
    /* Pointer necessary for the choosen implementation */
public:
    Array2D(unsigned int dim1, unsigned int dim2);
    ~Array2D() /* Needed, since you will be allocation memory for this class */
    double operator()(unsigned int x, unsigned int y);
}

在这种情况下，如果您觉得需要更改分配，您只能更改方法实现，保持接口不变。您的其余代码实际上将仅使用 operator() 和构造函数。它还可以帮助您防止内存泄漏。

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为您在太早的阶段进行了不必要的微优化。不必担心这一点，只需以最简单的方式让程序正常工作即可。

如果您需要一个二维数组，只需声明并使用它。减少错误和维护将比任何可能根本不存在的性能提升更值得。

【讨论】：

问题是它必须是动态的，你不能做new int[XWIDTH][YWIDTH];，现在这会更容易处理并且可能会在缓存性能上有所不同。主要的是它很容易，如果它有效，它至少不会伤害任何东西。
如果要动态分配二维数组，只需使用 a = malloc(sizeof(int *) * ROWS); for (int i = 0; i
我意识到我可以做到这一点，但这会创建 [行数] 单独的内存块（非连续）。我认为我应该用一大块获得更好的缓存性能。我会做一些基准测试，看看我是否能证明不同。
我做了一些快速测试。我的方式通常得到了非常小的但一致的速度提升。大约 3%（在一个只分配一个巨大的 2D 数组然后将其元素相加的测试中）。
我添加了我的基准的粘贴箱。随着X_MAX 变大，它对我的方式更有利。有趣的是，使用 gcc -O[1-3]，当 Y_MAX 较小时，我的方法似乎得到了更好的优化（尝试 Y_MAX = 1; 然后使用 gcc -O3 编译），但如果 X_MAX > Y_MAX，简单的方法会更好。

【解决方案3】：

我找到了更好的方法。 Boost 有一个用于多维数组的库：boost::multi_array。

从this question得到这个想法。

【讨论】：