Java多维数组：内存地址和遍历速度

我知道在Java中处理二维数组时，访问循环中数组元素的顺序会影响遍历数组所需的时间：

int size = 500;
int[][] array = new int[size][size];

// Slower
for (int i = 0; i < size; i++) {
    for (int j = 0; j < size; j++) {
        array[j][i] = 1;
    }
}

// Faster
for (int i = 0; i < size; i++) {
    for (int j = 0; j < size; j++) {
        array[i][j] = 1;
    }
}

在大多数代码运行中，

[i][j][k]

和

[j][i][k]

的结果是可互换的。为什么会这样

另外，您能解释一下多维数组是如何存储在Java中的吗

给定数组

int[][]array=new int[2][2][2]

，内存地址会是这样的吗（我的理解是，每个块之间可能有其他变量的附加数据，但我已经记录了这些情况，因为它们不相关）：

---

（抱歉，如果图像是混乱的，我只有油漆，并尽力表达我的最佳布局。所以<代码>数组[0 ] [ 0 ] [ [ i] [j] [k] < /代码>将在地址<代码> 06 /代码>

< p>第一个要考虑的是java，仔细地看，没有多维数组，因为它是一个单一的实体。相反，java只处理一维数组，但元素类型本身可以是数组类型，并且语言/编译器支持与C相同的语法，例如，多维度快捷寻址元素

例如，

int[]twoDim=newint[50][100]实际在内存中创建51个对象；一个类型为
int[][]
的数组，其中包含50个类型为
int[]
的元素，并使用类型为
int[100]
的数组填充这50个空间（生成剩余的50个对象）。这51个对象中的每一个都是独立的，它们可以位于堆中的任何位置。实际上，它们甚至不需要在同一个语句中创建

以下两种方法给出了相同的数组作为结果，但第二种方法应该清楚地说明引擎盖下到底发生了什么：

变量B和C的内存布局将不同，因为它们的分配顺序不同。但不要假设它们的内存布局是常量，垃圾收集器可能会在堆中移动它们

如果您担心访问速度，那么迭代数组的最快方法总是最左边的维度到最外面的循环，最右边的维度到最里面的循环（这是严格围绕单个维度在内存中线性定位这一事实构建的）。线性内存访问比随机访问的CPU速度更快（我不想在这里解释原因）

在处理阵列时，可以考虑两种微观优化

首先是尺寸的顺序，当您可以随意订购尺寸时，请将最小的最左边和最大的最右边放置：

第二个变量还节省了大量内存，因为慢变量包含10000 x int[2]=10001个对象，而快变量包含2 x int[10000]=3个对象

第二种是处理数组维度的切片（这是代码不变移动的一种形式）：

长和=0；
int[]fastary=newint[2][10000]；
对于（inti=0；我是如何测量的？在Java中精确地测量这些东西的性能（甚至精确到“A比B好”）是非常非常困难的。我使用了
System.nanoTime（）
在每次循环之前和之后减去差异是的，不，这不会得到准确的结果。如果你想得到测量结果，可以使用JMH或卡尺，实际上可以告诉你A快/慢/等于B。数组的java实现的技术术语是锯齿数组。谢谢你的解释。我不想问理解存储数组数组数组背后的思想……就字节码而言，没有什么能阻止人们使用单个连续内存块来定义n维数组，从而获得更可预测的性能。@edTarik阻止你将多维数组定义为连续bl的东西内存块是java语言规范本身，特别是每个数组（也是）一个对象。通过createArrayB（）示例执行步骤（实际上或更好的是在调试器中），并查看整个方法中的数组内容。此外，您可能希望检查术语“锯齿数组”（此功能也是阵列阵列组织的结果）。通过使用索引，您可以很容易地使用一维数组获得与2D数组等效的数组。C内部就是这样做的。因此，JVM中没有任何东西阻止向Java编程语言添加语法糖，以处理2D数组和更传统的锯齿数组。@edTarik我明白您的意思，但这仍然是正确的需要在语言级别上进行更改，而不仅仅是在虚拟机级别。仅使用（纯）语法sugar可以实现的功能是有限的（请看我的上一个代码示例，其中代码不变的移动说明了原因，这将是一个非常基本的添加）。您仍然可以通过自己进行索引数学（使用当前的java语言元素）来模拟经典的C多维数组，而实际上是将数据存储在一个一维数组中，如果你觉得这样做值得付出努力的话。我看了代码不变的代码。我仍然不太明白是什么阻止了使用添加Java语法构造来做到这一点：使用一维数组并使用未更改的JVM进行索引数学。
Time:  12356332 nanoseconds. ([i][j][k])
Time:  18278948 nanoseconds. ([i][k][j])
Time:  13985288 nanoseconds. ([j][i][k])
Time: 126192723 nanoseconds. ([j][k][i])
Time:  39441820 nanoseconds. ([k][i][j])
Time: 156352618 nanoseconds. ([k][j][i])

 public int[][] createArrayA(int n, int m) {
     return new int[n][m];
 }

 public int[][] createArrayB(int n, int m) {
     int[][] array = new int[n][];
     for (int i=0; i<n; ++i)
         array[i] = new int[m];
     return array;
 }

 public int[][] createArrayC(int n, int m) {
     int[][] array = new int[n][];
     for (int i=n-1; i>=0; --i)
         array[i] = new int[m];
     return array;
 }

int[][] slowArray = new int[10000][2];
int[][] fastArray = new int[2][10000];

long sum = 0;
int[][] fastArray = new int[2][10000];
for (int i=0; i<fastArray.length; ++i) {
    int[] subArray = fastArray[i];
    for (int j=0; j<subArray.length; ++j) {
        sum += subArray[j];
    }
}