如何 提高C++ 多维数组访问速度

[碎碎念]

rt，假设数组维度为4,A*B*C*D，大小 512*512*100*120（即A=521，B=512，C=100， D=120），在堆上分配内存，如果分配和管理这部分内存能够使得，按不同维度来访问数组都能获得较快的访问速度？比如说，按照如下方式分配内存：
int ****A;
A = new int ***[512];
for(int i = 0; i < 512; i++)
{
A[i] = new int**[512];
}
for(int i = 0; i < 512; i++)
for(int j = 0; j < 512; j++)
{
A[i][j] = new int*[100];
}

for(int i = 0; i < 512; i++)
for(int j = 0; j < 512; j++)
for(int k = 0; k < 100; k++)
{
A[i][j][k] = new int[120];
}
按照维度D访问数组，由于最后一个维度，所以访问的内存地址是连续的，缓存命中率较高，但是按照维度C，访问数组，由于内存地址的不连续，会导致内存颠簸，有什么方式可以提高多维数组的访问速度？可以使用不同的内存分配方式，主要是需要按照不同维度访问数组都可以获得较高的访问速度速度？

[gz_qmc]

int *X=new int(512*512*100*120);

[飞天御剑流]

http://blog.csdn.net/code_crash/article/details/4854899 你现在的做法是先组合地址再分配内存，内存是不连续的，可以改为先分配内存再组合地址，可能可以提高命中率。 此外，这些数组的元素需要参与计算么？是的话，可以考虑表达式模板减少临时对象，提高性能。

[dyw]

C/C++ tip: How to loop through multi-dimensional arrays quickly http://nadeausoftware.com/articles/2012/06/c_c_tip_how_loop_through_multi_dimensional_arrays_quickly

[gz_qmc]

A[i][j][k][n] 表示为 A[512*i+512*j+100*k+n];

[Exaybachay]

提高速度就是快速的寻址, 多维数组类似数据库表了, 你建索引

[gz_qmc]

typedef struct X { int V[120]; }MX; typedef struct Y { MX V[100]; }MY; typedef struct Z { MY V[512]; }MZ; typedef struct N { MZ V[512]; }MN; MN *A=new MN; A->V[i].V[j].V[k].V[n]=7788;

[赵4老师]

int *ARR=new int[512*512*100*120];
int *A,*B,*C,*D;

for (A=ARR;A<A+512*512*100*120;A+=512*100*120) A[0]='A';
for (B=ARR;B<B+  1*512*100*120;B+=    100*120) B[0]='B';
for (C=ARR;C<C+      1*100*120;C+=      1*120) C[0]='C';
for (D=ARR;D<D+          1*120;D+=          1) D[0]='D';

[赵4老师]

纠正上帖：

int *ARR=new int[512*512*100*120];
int *A,*B,*C,*D;

for (A=ARR;A<ARR+512*512*100*120;A+=512*100*120) A[0]='A';//ARR[0..511][0     ][0   ][0     ]='A'
for (B=ARR;B<ARR+  1*512*100*120;B+=    100*120) B[0]='B';//ARR[0     ][0..511][0   ][0     ]='B'
for (C=ARR;C<ARR+      1*100*120;C+=      1*120) C[0]='C';//ARR[0     ][0     ][0.99][0     ]='C'
for (D=ARR;D<ARR+          1*120;D+=          1) D[0]='D';//ARR[0     ][0     ][0   ][0..119]='D'

[赵4老师]

ARR[i*512*100*120+j*100*120+k*120+l]='V';//ARR[i][j][k][l]='V'

[碎碎念]

引用 3 楼 supermegaboy 的回复:

http://blog.csdn.net/code_crash/article/details/4854899 你现在的做法是先组合地址再分配内存，内存是不连续的，可以改为先分配内存再组合地址，可能可以提高命中率。 此外，这些数组的元素需要参与计算么？是的话，可以考虑表达式模板减少临时对象，提高性能。

博客写得很受用~谢啦 还有个问题。 采用如下方式

int *pBuf = new int[512*512*120*100];
int **p1 = new int*[512*512*120];
int ***p2 = new int**[512*512];
int ****A = new int***[512];
for(int i = 0; i<100; i++)
   p1[i] = pBuf + 512*512*120*i;
for(int i = 0; i< 120;i++)
   p2[i]=p1+512*512*i;
for(int i =0; i<512;i++)
   A[i]=p2+512*i;

分配的地址是连续的，假如，程序在某段时间内，频繁访问维度AC，比如遍历A[i][0][j][0],遍历i，j时，访问的内存不是连续的，这个时候有没有什么办法能够提高访问速度？ 之前，我想得是在访问维度AC之前，可以将数组维度变换为B*D*A*C，然后对维度A*C进行访问，但是没有想出什么好的办法对数组维度进行变换，有没有什么好的办法处理这种情况？

[碎碎念]

引用 2 楼 dyw 的回复:

C/C++ tip: How to loop through multi-dimensional arrays quickly http://nadeausoftware.com/articles/2012/06/c_c_tip_how_loop_through_multi_dimensional_arrays_quickly

谢啦~ 还有个问题，对于，10楼我说的问题，有没有什么好的解决方式？~

[赵4老师]

8、9楼正解！

[碎碎念]

引用 12 楼 zhao4zhong1 的回复:

8、9楼正解！

假如多维度A，C访问，遍历A[i][0][j][0]，这样访问的内存跳跃较大，是不连续的，如果把数组的维度做一下调整变成B*D*A*C，这样遍历A[0][0][i][j]，访问的速度会有提升，有没有好的办法对数组的维度做出调整？

[赵4老师]

引用 13 楼 lanxue_1988 的回复:

[quote=引用 12 楼 zhao4zhong1 的回复:] 8、9楼正解！

假如多维度A，C访问，遍历A[i][0][j][0]，这样访问的内存跳跃较大，是不连续的，如果把数组的维度做一下调整变成B*D*A*C，这样遍历A[0][0][i][j]，访问的速度会有提升，有没有好的办法对数组的维度做出调整？[/quote] 无需调整。 不要低估CPU内部两级Cache的智商！