为什么2D数组比存储x-y坐标的对象更好，以获得更好的性能和更少的内存？

Question

假设我想用整数（x，y）坐标存储n个点。我可以使用2-d（2Xn）数组或使用列表/集合/或n个对象的数组，其中每个对象有2个整数字段来存储坐标。 据我所知，2d阵列选项速度更快，占用的内存更少，但我不知道为什么？详细解释或与细节链接表示赞赏。

Answer 1

这是一个非常广泛的问题，有点很多部分。首先，这与您正在使用的语言有关。让我们以Java为例。

创建对象时，它继承自主对象类。创建对象时，开销来自用户定义的类继承自Object的事实。编译器必须在内存中虚拟化某些方法调用，以便在您调用.equals()或.toString()时，程序知道要调用哪一个（即，您的类'.equals()或{{1 } {s} Object）。这是通过查找表完成的，并在运行时使用指针确定。

这称为虚拟化。现在，在java中，一个数组实际上是一个对象，所以你真的没有从数组数组中获得太多。实际上，您可以使用自己的类做得更好，因为您可以限制与之关联的元数据。 java中的数组存储有关其长度的信息。

然而，许多收藏品都有与之相关的开销。例如，.equals()将自行调整大小并将有关自身的元数据存储在内存中，您可能不需要。 ArrayList引用了其他节点，这是其实际数据的开销。

现在，我所说的只关于Java。在其他OO语言中，对象在内部的行为不同，有些可能效率更高/更低。

在像C ++这样的语言中，当你分配一个数组时，你实际上只是得到了一块内存，这取决于你想用它做什么。从这个意义上说，它可能会更好。如果使用覆盖（关键字LinkedList），C ++与其对象的开销类似，因为它将在内存中创建这些虚拟查找。

Answer 2

所有这些都取决于您将如何有效地使用存储空间以及您的访问要求。必须留出内存以容纳10,000 x 10,000阵列以仅存储10个点将是可怕的内存浪费。另一方面，如果您花费大量时间迭代列表以找到10,000,000存储中实际需要的那一点，那么通过将点存储在链表中来节省内存也将毫无意义。

两者的一些缺点都可以克服。稀疏数组，按一些规则对列表进行预排序，以便“需要”点浮动到顶部等等......

Answer 3

在大多数语言中，使用多维数组表示AxB，你只有一大块内存足以容纳A * B对象，当你查找一个元素（m，n）时，你需要做的就是找到位置m * A + b处的元素。当你有一个对象列表时，每个列表都会产生开销，而且查找比简单的地址计算更复杂。

如果矩阵的大小是常数，则2D阵列是最快的选择。如果它需要增长和缩小，你可能别无选择，只能使用第二种方法。