在C ++中使用大型数组

Question

我目前正在学习以前学生的代码（用Java编写并将其更改为我更熟悉的C ++），并且正在寻找需要改进的地方。

基本问题是我们正在模拟大量的随机轨迹，将结果存储在数组中。在他目前的代码中，有3000个轨迹，每个轨迹有20000个步，因此他使用300 x 20000阵列来存储位置，速度（以及许多其他系统属性）。数组是从其他数组中的其他值生成的（例如，温度[0] [j]取决于位置[0] [j]。我知道代码总是需要一段时间才能运行，但我不确定如果这是最有效的方式。

Answer 1

这实际上取决于你想要做什么。如果你一次只使用一条路径（即做某种蒙特卡罗），那么最好的方法是生成一条路径，然后一旦获得数据就丢弃它。如果没有，那么，假设您的路径空间不适合内存，我会以合理有效的格式生成并保存所有路径以便快速访问，然后mmap文件。

Answer 2

为了您的理智，我会为每个实体考虑大量的结构/类。 IE：

 struct Entity {
    int position_x;
    int position_y;
    int temperature;
 };

您可以使用bit fields缩小每个字段以及一些特定于编译器的属性来缩小规模，以指定整体size of the struct。

Answer 3

如果您关心的是性能问题，那么问题就在于您的缓存是否与数据布局相似。逐行逐行的大型数组通常很好（数据一次加载到缓存中，可能是通过预取，处理，写回/从缓存中逐出）。唯一可能存在问题的是如果你使用的数组比CPU能识别的更多，那么预取效率会很低。

将相关值放入结构并构建大量这些结构也很好 iff all 该结构中的数据用于每次通过数组 。如果您不使用此内存布局中的所有数据，处理器将从内存中加载不必要的数据并减慢速度。

因此，最好坚持使用单独的阵列方法。