Arrays 阵列访问/写入性能差异？

这可能与语言有关，但一般来说，访问和写入数组之间的性能差异是什么

例如，如果我试图编写一个数组，并将素数表示为布尔数组

在找到素数后，我可以说

for(int i = 2; n * i < end; i++)
{
    prime[n * i] = false;
}

for（int i=2；n*i

或

for（int i=2；n*i

---

后一种情况的目的是在写入之前检查值，以避免重写许多已经检查过的值。在性能方面是否有任何实际的提高，或者访问和写入的速度是否基本相同？

如果没有运行该操作系统的机器/操作系统的细节，就无法回答这样一个一般性的问题，但一般来说，后者会变慢，因为：

第二个例子是，您必须将值从RAM获取到二级/一级缓存，并将其读取到寄存器中，对该值进行冒险，然后将其写回。在第一种情况下，只需向L1/L2缓存中写入一个值，就可以很好地解决问题。稍后，当您的程序执行其他操作时，它可以从缓存写入RAM

第二种形式在每次迭代中要执行的代码要多得多。对于足够多的迭代，差异会很快变大

---

如果没有运行此操作系统的机器/操作系统的详细信息，就无法回答此类一般性问题，但通常情况下，后者的速度会较慢，因为：

第二个例子是，您必须将值从RAM获取到二级/一级缓存，并将其读取到寄存器中，对该值进行冒险，然后将其写回。在第一种情况下，只需向L1/L2缓存中写入一个值，就可以很好地解决问题。稍后，当您的程序执行其他操作时，它可以从缓存写入RAM

第二种形式在每次迭代中要执行的代码要多得多。对于足够多的迭代，差异会很快变大

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一般来说，这更多地取决于机器而不是编程语言。写操作通常需要更多的时钟周期，因为根据机器的不同，需要在内存中更新更多的缓存值

然而，您的第二段代码将慢得多，这不仅仅是因为有“更多的代码”。最大的原因是，在大多数机器上使用if语句时，CPU都会使用分支预测器。CPU准确地预测if语句将以何种方式提前运行，如果错误，则必须回溯。看到并理解原因

如果您想进行一些优化，我建议您：

• 个人资料！看看到底是什么在占用时间
• 乘法比加法难得多。尝试重写循环，使i+=n，并将其用于数组索引
• 循环条件“应该”在每次迭代时完全重新评估，除非编译器将其优化掉。所以试着避免乘法运算
• 使用-O2或-O3作为编译器选项
• 您可能会发现，由于缓存位置的原因，n的某些值比其他值快。您可能会想到一些聪明的方法来重写代码以利用这一点
• 分解代码并查看它在处理器上实际执行的操作

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一般来说，这更多地取决于机器而不是编程语言。写操作通常需要更多的时钟周期，因为根据机器的不同，需要在内存中更新更多的缓存值

然而，您的第二段代码将慢得多，这不仅仅是因为有“更多的代码”。最大的原因是，在大多数机器上使用if语句时，CPU都会使用分支预测器。CPU准确地预测if语句将以何种方式提前运行，如果错误，则必须回溯。看到并理解原因

如果您想进行一些优化，我建议您：

• 个人资料！看看到底是什么在占用时间
• 乘法比加法难得多。尝试重写循环，使i+=n，并将其用于数组索引
• 循环条件“应该”在每次迭代时完全重新评估，除非编译器将其优化掉。所以试着避免乘法运算
• 使用-O2或-O3作为编译器选项
• 您可能会发现，由于缓存位置的原因，n的某些值比其他值快。您可能会想到一些聪明的方法来重写代码以利用这一点
• 分解代码并查看它在处理器上实际执行的操作

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这是一个很难回答的问题，很大程度上取决于您的硬件、操作系统和编译器。但是为了理论，你应该考虑两个问题：分支和内存访问。由于分支通常是邪恶的，所以您希望避免它。我甚至不会感到惊讶，如果一些编译器优化发生，你的第二个片段将被减少到第一个（编译器爱避免分支，他们可能认为它是一种爱好，但他们有理由）。因此，从这些角度来看，第一个例子更清晰，更容易处理

还有CPU缓存和其他与内存相关的问题。我相信在这两个例子中，您必须实际将内存加载到CPU缓存中，以便您可以读取或更新它。虽然阅读不是问题，但写作必须传播这些变化。如果您在单个线程中使用该函数，我不会担心（正如@gby指出的，操作系统可以在稍后推动更改）

只有一个场景我能想出，这会让我从第二个例子中考虑解决方案。如果我在线程之间共享表以并行处理它（不锁定），并为不同的CPU提供单独的缓存。然后，每次修改一个线程的缓存线时，另一个线程必须

for(int i = 2; n * i < end; i++)
{
    if(prime[n * i])
    {
        prime[n * i] = false;
    }
}