二维数组按行读取和按列读取的效率比较

二维数组按行读取和按列读取的效率比较

二维数组在内存中通常采用行主序（Row-Major Order）存储，即同一行的元素在内存中是连续存储的。这种存储方式使得按行读取元素能够更好地利用CPU缓存，提高读取效率。而按列读取则需要跳跃式访问内存，可能导致缓存未命中，性能较差。

具体原因如下：

1. 缓存局部性原理：

   • CPU缓存基于局部性原理，优先缓存最近访问的数据以及其附近的数据。
   • 按行读取时，访问的是连续的内存地址，能够充分利用缓存，减少缓存未命中率。
   • 按列读取时，访问的内存地址不连续，导致缓存未命中率增加，性能下降。

2. 内存访问模式：

   • 按行读取时，内存访问是连续的，CPU可以预取后续需要的数据，提高读取效率。
   • 按列读取时，内存访问是跳跃式的，CPU无法有效预取数据，导致更多的内存访问延迟。

3. 实际测试结果：

   • 多个benchmark测试显示，按行遍历二维数组的速度通常比按列遍历快，尤其是在数组规模较大时，性能差异更为明显。

结论：
在大多数情况下，按行读取二维数组的效率会比按列读取快，这主要得益于行主序存储方式和CPU缓存的局部性原理。