在STM32中的func1和func2函數(shù)，哪個(gè)效率高？

先看下面的兩個(gè)函數(shù)：

函數(shù)1

int array[10240][10240];


int func1()
{
    int x,int y;


    for(x=0;x<10240;x++)
    {
        for(y=0;y<10240;y++)
        {
            array[x][y]=1234;
        }
    }
}

函數(shù)2

intarray[10240][10240];


int func2()
{
    int x,int y;


    for(x=0;x<10240;x++)
    {
        for(y=0;y<10240;y++)
        {
            array[y][x]=1234;
        }
    }
}

看出差異了嗎？ 在STM32單片機(jī)中，上面的func1和func2函數(shù)，哪個(gè)效率高？這是一個(gè)非常有趣的問題。我們知道，STM32單片機(jī)是一種嵌入式系統(tǒng)，因此在編寫代碼時(shí)，需要考慮到代碼的效率。

在這種情況下，我們需要比較兩個(gè)函數(shù)的效率，以確定哪個(gè)函數(shù)更適合在STM32單片機(jī)中使用。

函數(shù)的功能

首先，讓我們看一下這兩個(gè)函數(shù)的代碼。func1函數(shù)將數(shù)組array的所有元素設(shè)置為1234，而func2函數(shù)將數(shù)組array的所有元素設(shè)置為1234。這兩個(gè)函數(shù)的區(qū)別在于它們?nèi)绾伪闅v數(shù)組。func1函數(shù)按行遍歷數(shù)組，而func2函數(shù)按列遍歷數(shù)組。

效率比較

1、func1的效率

讓我們首先來(lái)看看 func1。在 func1 中，我們使用兩個(gè)嵌套的循環(huán)按行順序訪問數(shù)組元素。這意味著我們首先遍歷數(shù)組的第一行，然后是第二行，以此類推。這種訪問模式有助于數(shù)據(jù)局部性，因?yàn)樗沟眠B續(xù)內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)可以在緩存中更容易獲取。當(dāng)處理大型數(shù)組時(shí)，這種連續(xù)性可以顯著提高性能。

2、func2的效率

與此相反，func2 使用兩個(gè)嵌套的循環(huán)按列順序訪問數(shù)組元素。這意味著我們首先遍歷數(shù)組的第一列，然后是第二列，以此類推。這種訪問模式會(huì)導(dǎo)致不連續(xù)的內(nèi)存訪問，因?yàn)閿?shù)組的不同列不一定存儲(chǔ)在相鄰的內(nèi)存位置上。這可能導(dǎo)致較低的效率，因?yàn)椴贿B續(xù)的內(nèi)存訪問通常會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的內(nèi)存訪問延遲。

接下來(lái)我們來(lái)探討一下二維數(shù)組按行訪問比按列訪問效率更高的原因。在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，二維數(shù)組可以按行或按列存儲(chǔ)。在C語(yǔ)言中，二維數(shù)組是按行存儲(chǔ)的。這意味著，如果您要訪問二維數(shù)組中的元素，按行訪問比按列訪問更快。

這是因?yàn)橛?jì)算機(jī)內(nèi)存是按照地址順序存儲(chǔ)的。當(dāng)您訪問一個(gè)內(nèi)存地址時(shí)，計(jì)算機(jī)會(huì)將該地址附近的內(nèi)存地址預(yù)先加載到緩存中。這是因?yàn)?，如果您正在訪問一個(gè)內(nèi)存地址，那么您很可能會(huì)在不久的將來(lái)訪問該地址附近的內(nèi)存地址。因此，預(yù)先加載這些地址可以提高程序的性能。

當(dāng)您按行訪問二維數(shù)組時(shí)，您會(huì)按順序訪問內(nèi)存地址。這意味著，計(jì)算機(jī)可以預(yù)先加載與您正在訪問的內(nèi)存地址相鄰的內(nèi)存地址。這樣，當(dāng)您訪問下一個(gè)內(nèi)存地址時(shí)，它已經(jīng)在緩存中了。這使得按行訪問二維數(shù)組比按列訪問二維數(shù)組更快。

總之，按行訪問二維數(shù)組比按列訪問二維數(shù)組更快，因?yàn)樗昧擞?jì)算機(jī)內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)。

審核編輯：劉清