C++ - 静态数组的性能，启动时大小可变
C++ - Performance of static arrays, with variable size at launch
我编写了一个元胞自动机程序，将数据存储在矩阵（数组的数组）中。对于 300*200 矩阵，我可以使用静态内存分配实现每秒 60 次或更多次迭代（例如 std::array）。
我想生成不同大小的矩阵而不用每次都重新编译程序，即用户输入一个大小，然后开始模拟该矩阵大小。但是，如果我使用动态内存分配（例如 std::vector），模拟会下降到每秒约 2 次迭代。我怎么解决这个问题？我采用的一种选择是预先分配一个大于我预期用户 select（例如 2000*2000）的静态数组，但这似乎很浪费，并且在某种程度上仍然限制了用户的选择。
我想知道我是否可以
a) 分配一次内存然后以某种方式"freeze" 它用于普通静态数组性能？
b) 或对 std::vector 执行更高效的操作？作为参考，我只对矩阵执行 matrix[x][y] == 1 和 matrix[x][y] = 1 操作。
根据this question/answer，std::vector或使用指针在性能上没有区别。
编辑：
我已经按照 UmNyobe 的建议重写了矩阵，使其成为单个数组，可通过 matrix[y*size_x + x] 访问。使用动态内存分配（在启动时调整大小），我将性能提高了一倍，达到每秒 5 次迭代。
根据 PaulMcKenzie 的评论，我编译了一个发布版本并获得了我想要的性能（每秒 60 次或更多次迭代）。然而，这是更多的基础，所以我还是想更彻底地量化一种方法相对于另一种方法的好处，所以我用一个std::chrono::high_resolution_clock来计时每次迭代，发现动态和静态的性能差异数组（在使用单个数组矩阵表示之后）在误差范围内（每次迭代 450~600 微秒）。
然而，调试期间的性能是一个小问题，所以我想我会保留两者，并在调试时切换到静态数组。
For reference, I am only performing
matrix[x][y]
- 红旗！你的矩阵使用
vector<vector<int>>吗
表示？这是一个错误，因为矩阵的行会很远
在记忆中分开。您应该使用大小为 rows x cols 的单个向量
并使用 matrix[y * row + x]
- 此外，您应该遵循先按行索引然后按列索引的方法，即
matrix[y][x] 而不是 matrix[x][y]。您的算法也应该以相同的方式处理。这是因为 matrix[y][x] (x, y) 和 (x + 1, y) 是彼此的一个内存块，而任何其他机制元素 (x,y) 和 (x + 1, y) , (x, y + 1) 更远.
即使性能从 std::array 下降到 std::vector（因为数组可以将其元素放在堆栈上，这样速度更快），一个体面的算法将执行相同的数量级使用两个系列。
我编写了一个元胞自动机程序，将数据存储在矩阵（数组的数组）中。对于 300*200 矩阵，我可以使用静态内存分配实现每秒 60 次或更多次迭代（例如 std::array）。
我想生成不同大小的矩阵而不用每次都重新编译程序，即用户输入一个大小，然后开始模拟该矩阵大小。但是，如果我使用动态内存分配（例如 std::vector），模拟会下降到每秒约 2 次迭代。我怎么解决这个问题？我采用的一种选择是预先分配一个大于我预期用户 select（例如 2000*2000）的静态数组，但这似乎很浪费，并且在某种程度上仍然限制了用户的选择。
我想知道我是否可以
a) 分配一次内存然后以某种方式"freeze" 它用于普通静态数组性能？
b) 或对 std::vector 执行更高效的操作？作为参考，我只对矩阵执行 matrix[x][y] == 1 和 matrix[x][y] = 1 操作。
根据this question/answer，std::vector或使用指针在性能上没有区别。
编辑：
我已经按照 UmNyobe 的建议重写了矩阵，使其成为单个数组，可通过 matrix[y*size_x + x] 访问。使用动态内存分配（在启动时调整大小），我将性能提高了一倍，达到每秒 5 次迭代。
根据 PaulMcKenzie 的评论，我编译了一个发布版本并获得了我想要的性能（每秒 60 次或更多次迭代）。然而，这是更多的基础，所以我还是想更彻底地量化一种方法相对于另一种方法的好处，所以我用一个std::chrono::high_resolution_clock来计时每次迭代，发现动态和静态的性能差异数组（在使用单个数组矩阵表示之后）在误差范围内（每次迭代 450~600 微秒）。
然而，调试期间的性能是一个小问题，所以我想我会保留两者，并在调试时切换到静态数组。
For reference, I am only performing
matrix[x][y]
- 红旗！你的矩阵使用
vector<vector<int>>吗 表示？这是一个错误，因为矩阵的行会很远 在记忆中分开。您应该使用大小为rows x cols的单个向量 并使用matrix[y * row + x] - 此外，您应该遵循先按行索引然后按列索引的方法，即
matrix[y][x]而不是matrix[x][y]。您的算法也应该以相同的方式处理。这是因为matrix[y][x](x, y) 和 (x + 1, y) 是彼此的一个内存块，而任何其他机制元素(x,y)和(x + 1, y),(x, y + 1)更远.
即使性能从 std::array 下降到 std::vector（因为数组可以将其元素放在堆栈上，这样速度更快），一个体面的算法将执行相同的数量级使用两个系列。