1.程序：

#include<cstdio>#include<cstdlib>#include<sys/time.h>#include<sys/resource.h>// 从进行开始执行到实现所经验的墙上时钟工夫（wall clock）工夫，// 包含其余过程应用的工夫片（time slice）和本过程消耗在阻塞（如期待I/O操作实现）上的工夫// CPU工夫是指过程占用CPU的工夫，过程阻塞的工夫则不会计入CPU工夫void gettime(double *cpu){    struct rusage ru;    if(cpu != NULL)    {        getrusage(RUSAGE_SELF, &ru);        *cpu = ru.ru_utime.tv_sec + (double)ru.ru_utime.tv_usec * 1e-6;    }}int main(int argc,char* argv[]){    int count = 20000;    double cpu0,cpu1,cpu2;    int* arr = (int*)malloc(sizeof(int) * count * count);    int i,j;    gettime(&cpu0);    // 按行遍历二维数组    for(i=0;i<count;i++)    {        for(j=0;j<count;j++)        {            arr[i * count + j]=1;            //printf("%d-%d ",i,j);        }    }    // printf("\n");    gettime(&cpu1);    // 按列遍历二维数组    for(i=0;i<count;i++)    {        for(j=0;j<count;j++)        {            arr[j * count + i]=1;            // printf("%d-%d ",j,i);        }    }    // printf("\n");    gettime(&cpu2);    printf("按行遍历二维数组CPU时间差：%lf\n",cpu1-cpu0);    printf("按列遍历二维数组CPU时间差：%lf\n",cpu2-cpu1);    return 0;}

测试机器：
处理器：Apple M1
内存：8g

2.后果：

count=1000

count=5000

count=10000

count=20000

3.阐明

第一个for循环按行拜访二维数组（第一行第一个、第一行第二个……第二行第一个……）,第二个for循环按列拜访二维数组（第一行第一个、第二行第一个……第一行第二个……）,别离计算两个for循环的时间差
由试验后果能够看出，随着数组数据量的增大，两种拜访二维数组的形式的速度相差越来越大

4.原理剖析

二维数组的内存地址是间断的，以后行的尾与下一行的头相邻
古代计算机，在CPU与内存之间还有一种存储机制，那就是CPU缓存（cache）。CPU缓存的容量比内存小的多然而替换速度却比内存要快得多。缓存的呈现次要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU破费很长时间期待数据到来或把数据写入内存。
拜访数组元素时，CPU不会每次只从内存中读取一个元素，而是读取一个区域的元素。假如二维数组的大小为（10 x 10），拜访第一个元素时，CPU也会读取它的相邻元素，因为这个数组比拟小，CPU一次就能够把所有元素缓存，因而无论是按行拜访数组还是按列拜访数组，CPU拜访主存的数量都雷同。随着数组元素越来越多，CPU缓存一次只能读取数组不到一行的数据，因而按列拜访元素时每拜访一个元素都要拜访内存，因而速度就会慢很多。