C++学习笔记 31 多维数组

一、多维数组的注意事项

1. 创建后必须逐级删除 delete[]
2. 多维数组涉及多个new, 致使内存不连续，内存跳跃式访问，cache miss，遍历效率慢，会致内存碎片

#include<iostream>

int main() {

	//二维数组分配内存
	int** a2d = new int* [5];
	for (int i = 0; i < 5; i++)
		a2d[i] = new int[5];

	//二维数组回收
	for (int i = 0; i < 5; i++)
		delete[] a2d[i];
	delete[] a2d;


	//三维数组分配内存
	int*** a3d = new int** [5];
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		a3d[i] = new int*[5];
		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			a3d[i][j] = new int[5];
		}
	}

	//三维数组回收
	for (int i = 0; i < 5; i++) {
		for (int j = 0; j < 5; j++) {
			delete[] a3d[i][j];
		}
		delete[] a3d[i];
	}
	delete[] a3d;


	//用一维数组替代二维数组,运行速度要快于多维数组的遍历
	int* array = new int[5 * 5];
	for (int y = 0; y < 5; y++) {
		for (int x = 0; x < 5; x++) {
			array[x + y * 5] = 2;
		}
	}

	//以上的多维数组方式会造成内存碎片问题
	//因为没有一个连续的内存缓冲区，在一行中保存多维数组的所有数据
	//实际上，创建了多个单独的缓冲区，每个缓冲区有一个一维数组的element，
	//它们会这样分配，除非你采取某种自定义分配或者采用内存池分配。
	//否则，它们会被分配到内存中完全随机的位置，可能隔得很远或则很近，
	//没办法保证一定很近，这是个问题。
	//每次遍历访问的时候，跳到数组的下一行（或其他维度），或者下一个子数组的时候，
	//必须跳转到内存中的另一个位置来读写数据，这会导致cache miss (缓存不命中)
	//这意味着我们在浪费时间从RAM中获取数据。
	//如果它们恰好紧密地一起分配，那么这可能不会造成cache miss，但是不能指望一定会分配到一起，通常不会分配到一起。
	//所以，用这种方式遍历多维数组要比只分配一个一维数组要慢得多，因为一维数组只分配在一行。
	//最重要的一点是当你在编程和优化时，你在处理内存问题时，你可以优化的最重要的事情之一就是优化你的内存访问。
	//如果你能将要访问的内存存储在一起，那么在定位数据时，会有更多的cache hits（缓存命中）以及更少的cache miss，你的程序会更快。


	//如果要存储一个位图：bitmap，所以像素都在一张图片里，你可以把照片想象成照片或纹理这种二维的东西，比如像素就像一个二维数组。
	//我们应该把它存储为一个2D数组？不！把它存储为一个一维数组即可。一维数组在存储图像上要好得多的多。

}