指针数组与元素数组

Question

指针数组与元素数组

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今天早上我和一位同事讨论了这个话题。他说，将数组分配为指针数组总是更好的选择，因为逐个分配每个元素有更好的机会获得一个空闲的内存块。就像这样：

// Consider n_elements as a dynamic value
int n_elements = 10, i;
int **ary = (int **) malloc(sizeof(int *) * n_elements);

for(i = 0; i < n_elements; i++)
{
  ary[i] = (int *) malloc(sizeof(int));
}

与他的方法相反，我认为更好的方式是分配元素数组，因为这样你可以得到一块紧凑的内存块，而不是散布在堆中的大量引用。就像这样：

int n_elements = 10;
int *ary = (int *) malloc(sizeof(int) * n_elements);

ary[0] = 100;

经过这次对话，我一直在思考，并得出结论：这取决于具体情况。针对小数据类型，我认为第二种解决方案是更好的选择，原因如上所述；但是当分配大型结构体数组时，第一种方法可能更好。

除了我的结论，你对此有何看法？

- Hardy

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就像你说的，“这取决于情况”。 :) - lurker

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如果需要10个整数，使用int a[10];是最好的选择，做另外两种方法都有点儿疯狂。对于一个由N个项目组成的单一连续序列，后者（减去malloc()的强制类型转换）是最佳选择（很少不是这种情况）。前者只有在需要任意长度的任意长度列表的列表时才通常使用，在实际使用2D数组语法时提供语法（而实际上它却不是）。但是，这取决于您非常具体的需求。 - WhozCraig

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这不是基于主观看法的。哈哈。 - Justin Meiners

@WhozCraig 这就是为什么我指出“将n_elements视为动态值” :) - Hardy

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毫无疑问，所有理论的最高目标是使不可简化的基本元素尽可能简单且少，而无需放弃对单个经验数据的充分表示。——AE 1933 - chux - Reinstate Monica

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Justin Meiners · Accepted Answer

对于我所知的任何主流硬件（至少是一般情况下），他都是错的。可能会有一些特殊情况和些许变化，但在能够选择时，应该选择元素数组而不是指针数组。

CPU缓存喜欢数据紧密地打包在一起。分别分配每个元素将增加缓存未命中率、减慢分配时间并浪费内存（由于分配对齐）。 CPU速度和内存之间的差距每年都在增长，这增加了紧密打包数据和批处理操作的收益。

你应该阅读此问题描述的文档《每个程序员都应该了解的关于内存的事情》。它详细描述了现代CPU / Memory关系的所有细节以及为什么连续数据非常重要。