为什么二维数组比对象更好地存储 x-y 坐标以获得更好的性能和更少的内存？答案

【问题标题】：why 2D array is better than objects to store x-y coordinates for better performance and less memory?为什么二维数组比对象更好地存储 x-y 坐标以获得更好的性能和更少的内存？
【发布时间】：2010-12-27 18:40:21
【问题描述】：

假设我想用整数 (x,y) 坐标存储 n 个点。我可以使用 2-d (2Xn) 数组或使用列表/集合/或 n 个对象的数组，其中每个对象有 2 个整数字段来存储坐标。据我所知，二维数组选项更快并且消耗更少的内存，但我不知道为什么？详细的解释或带有详细信息的链接表示赞赏。

【问题讨论】：

为什么要用二维的n*n数组只存储n个点？

标签： performance memory

【解决方案1】：

这是一个非常广泛的问题，涉及到很多部分。首先，这与您使用的语言有关。让我们以 Java 为例。

当你创建一个对象时，它继承自主对象类。创建对象时，开销来自用户定义的类继承自Object。编译器必须在内存中虚拟化某些方法调用，以便当您调用.equals() 或.toString() 时，程序知道要调用哪一个（即您的类的.equals() 或Object 的.equals()） .这是通过查找表完成的，并在运行时使用指针确定。

这称为虚拟化。现在，在java中，数组实际上是一个对象，所以你真的不会从数组数组中获得太多。事实上，使用自己的类可能会做得更好，因为您可以限制与其关联的元数据。 java中的数组存储长度信息。

但是，许多集合确实有与之相关的开销。 ArrayList 例如将调整自身大小并将有关自身的元数据存储在内存中，您可能不需要。 LinkedList 具有对其他节点的引用，这是对其实际数据的开销。

现在，我所说的仅适用于 Java。在其他 OO 语言中，对象的内部行为不同，有些可能效率更高/更低。

在像 C++ 这样的语言中，当你分配一个数组时，你实际上只是获得了一块内存，你想用它做什么取决于你。从这个意义上说，它可能会更好。如果您使用覆盖（关键字virtual），C++ 的对象具有类似的开销，因为它将在内存中创建这些虚拟查找。

【讨论】：

【解决方案2】：

一切都取决于您使用存储空间的效率以及您的访问要求。必须留出内存来保存一个 10,000 x 10,000 的数组来仅存储 10 个点，这将是一种可怕的内存浪费。另一方面，如果您花费大量时间迭代列表以在存储的 10,000,000 个点中找到您实际需要的一个点，那么通过将点存储在链表中来节省内存也是毫无意义的。

两者的一些缺点都可以克服。稀疏数组，通过一些规则对列表进行预排序，以便“需要”点浮动到顶部，等等......

【讨论】：

【解决方案3】：

在大多数语言中，对于多维数组，比如 AxB，您只需有一块足够大的内存来保存 A*B 对象，当您查找元素 (m,n) 时，您需要做的就是找到位置 m*A+b 处的元素。当您有一个对象列表时，每个列表都会产生开销，而且查找比简单的地址计算更复杂。

如果矩阵的大小不变，则二维数组是最快的选择。如果它需要增长和缩小，尽管您可能别无选择，只能使用第二种方法。

【讨论】：