数据结构 - 内存还是存储？

Question

当我们谈论数据结构（如数组）时，我们是指数据如何存储在RAM（连续的内存位置）或硬盘中？如果它也指硬盘，那么物理实现与RAM有何不同？

Answer 1

我们更喜欢连续的内存位置。如果我们看一下硬件级别，原因就变得很明显了。

CPU 不直接与 RAM 互动，而是通过CPU caches进行互动（通常分为L1等级别，L2，L3等，L1最小，最快。每当 CPU 想要一些数据时，它就会向L1发送请求，如果找不到，L1会将请求委托给L2，依此类推（直到硬盘）为如下图所示：

现在，当在任何缓存中找不到数据时，我们将其称为缓存未命中。为了减少缓存未命中，当 CPU 想要访问地址{{ 1}}在 RAM 中，它不仅会在地址x处获取数据，还会在地址x附近获取数据（参见下图）。因为我们假设＆＃34;如果在特定时间引用了特定的内存位置，那么很可能在不久的将来引用附近的内存位置（又名引用位置）。

访问数组元素可确保顺序数据访问，从而确保最小缓存未命中。您现在可以想象出为什么数组比随机/顺序数据访问方面的链接列表等数据结构快得多。同样，过程也适用于其他数据结构。