Java：多维数组 - 哪个维度在前？

Question

java中这两个数组之间是否有任何性能差异（可能与J2ME开发相关...）：

String[][][] a = //for getting an entry by a[group][person][field]
    {
        { // group A:
            {"John", "Doe", "teacher", "New York"},
            {"Donald", "Duck", "jinx", "Duckburg"},
            // 10 or more further entries
        },
        { // group B:
            {"Barack", "Obama", "president", "Washington"},
            // ...
        }
    };
String[][][] b = //for getting an entry by b[field][group][person]
    {
        { // prenames:
            {"John", "Donald", ...},
            {"Barack", ...}
        },
        { // surnames:
            {"Doe", "Duck", ...},
            {"Obama", ...}
        },
        { // job:
            {"teacher", "jinx", ...},
            {"president", ...}
        },
        { // city:
            {"New York", "Duckburg", ...},
            {"Washington", ...}
        }
    };

我猜第二个数组的性能更高，因为它总共包含较少的嵌套数组，而第一个数组有一个数组用于每人！将其转移到更大的阵列上...

感谢您的回答！

更新：

一个更好的（现实的）例子是一个包含 1000 个 x/y 坐标的数组：

int[][] coordsA =
    {
        {0, 0},
        {2, 7},
        {8, 2},
        {4, 2},
        {-3, 15},
        {1, 32},
        // ...
    };
int[][] coordsB =
    {
        {0, 2, 8, 4, -3, 1, ...}, // x values
        {0, 7, 2, 2, 15, 32, ...} // y values
    }

Answer 1

几年前，当我使用 Fortran 时，我们被告知要在多维数组上排列循环，以便第一个维度由于内存的排列方式而成为迭代速度最快的维度，并且会导致更少的页面错误。

然而，从那时起，我了解到，在 Java 中（就像在几乎所有事物中一样），如果您遇到性能问题，您应该测量所有建议的解决方案，直到您找到一个不再有性能问题的解决方案。过早的优化是万恶之源等。

如果您认为数组的数量会成为问题，您是否测量过每个选项占用的内存量？您是否测量过特定操作所花费的时间？

如果您没有性能问题，请使用最适合您要求的表示形式。

Answer 2

<在此处插入通常的 knuth 引用等 - 但我假设这里的任何人都已经知道这一点>

Java 的问题是每个数组级别都被视为一个对象本身，即我们不知道我们的数组的连续内存区域（GC 可以在这方面提供一点帮助）

这有几个影响：

• 更糟糕的缓存局部性
• 对每个数组级别进行额外的边界检查
• 访问一个元素所需的额外内存访问

不太好（即在最坏的情况下）具有一次内存访问一个元素，我们可能会获得 2*索引级别的内存访问），因此，如果您需要高效的数组，通常的解决方案是仅创建一个大数组并自己进行索引。这避免了所有这些问题，但代价是需要一些简单的辅助方法（这非常简单，特别是如果所有子数组都具有相同的大小）。

但是性能提升在很大程度上还取决于您的访问方案。如果你想比较你的文章中给出的两种不同的变体，它可能不会那么重要（也就是说，如果你正确地排序你的数组，你在 C 或 co 中获得的收益远不及你获得的收益）。不过，在其子数组中顺序访问它们仍应提供更好的缓存局部性。