Arrays 从局部性角度看数组与链表

假设我们有一个未排序的数组和链表。 搜索两种数据结构的元素时，最坏的情况是O（n），但我的问题是：

由于在缓存中使用了空间局部性，数组的速度还会快很多吗？还是缓存会利用分支局部性，使链表的速度与任何数组一样快

我对数组的理解是，如果访问一个元素，那么该内存块和周围的许多块就会被带到缓存中，从而允许更快的内存访问

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我对链表的理解是，由于遍历链表的路径是可预测的，因此缓存将利用该路径并仍然存储适当的内存块，即使链表的节点可能在堆中相距很远。

您对数组情况的理解基本正确。如果按顺序访问阵列，许多处理器不仅会获取包含该元素的块，还会预取后续块，以最小化等待缓存未命中的周期。如果您使用的是英特尔x86处理器，您可以在“英特尔x86优化”中找到详细信息。此外，如果数组元素足够小，则加载包含元素的块意味着下一个元素可能位于同一块中

不幸的是，对于链表，从处理器的角度来看，加载模式是不可预测的。它不知道在地址X加载元素时，下一个地址是（X+8）的内容

作为一个具体的例子，顺序阵列访问的加载地址序列是好的和可预测的。 例如，1000、1016、1032、1064等

对于链接列表，它将如下所示：

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1000、3048、5040、7888等。很难预测下一个地址。

您所说的“分支位置”是什么？缓存如何绕过主内存的延迟？请描述您认为缓存对链表节点的作用。@delnan您可以在这里阅读有关分支位置的信息：我不知道第二个问题的答案。在问题的最后，我解释了缓存对节点的作用。对分支局部性的描述似乎是关于一组固定的小备选方案，如分支指令的目标（因此得名）。相反，链表的下一个节点可能在任何地方。至于我的第二个问题：缓存修复的问题主要不是有限的带宽，而是有限的延迟。一次将一个大的连续块加载到缓存中（就像空间位置/阵列一样）是一种改进，因为缓存只需支付一次延迟成本。所以我的问题是，缓存如何在不支付n次延迟成本的情况下加载链表的n个节点？这至少与我的理解一致；-）此博客和页面可能与此相关