java中多维数组探讨及发散思考

最新推荐文章于 2022-12-16 16:17:06 发布

shenzhenhair

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本文通过实验对比了四种不同声明方式下初始化相同容量四维数组的效率差异，揭示了Java中数组初始化效率受声明方式影响的原因，并通过代码演示了结果。

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今天在stackoverflow上面看到一个帖子讨论说关于提高数组效率的问题，看了下他的问题，是关于一个四维数组的效率问题，四维数组类似这样子：

Java代码

ushort[, , ,] map = new ushort[3000, 3000, 3, 3];

ushort[, , ,] map = new ushort[3000, 3000, 3, 3];

暂且先不管为啥要搞一个四维数组（毕竟四维已经超出了人的立体思维想象了-_-）,我随手写了一个测试类来测试，但是发现了一个更有意思的现象，数组声明方式不同会导致初始化的效率极大区别：
声明方式一：

Java代码

int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];

int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];

声明方式二：

Java代码

int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];

int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];

方式一花费时间大概为13秒，方式二花费时间不到1秒，而且内存耗费前者为1158000K,后者为342320K,相差3倍。
文字描述就这些，下面直接看代码：

Java代码

public class MutipleArray {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
long t0 = System.currentTimeMillis();
int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];
for (int i = 0; i < 3000; i++)
for (int j = 0; j < 3000; j++)
for (int k = 0; k < 3; k++)
for (int l = 0; l < 3; l++)
map[i][j][k][l] = 45001;
long t1 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Time for initializing the first Array:"+(t1-t0)+"ms");
int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];
for (int i = 0; i < 3; i++)
for (int j = 0; j < 3; j++)
for (int k = 0; k < 3000; k++)
for (int l = 0; l < 3000; l++)
map2[i][j][k][l] = 45001;
long t2 = System.currentTimeMillis();
System.out.println("Time for initializing the second Array:"+(t2-t1)+"ms");
Thread.sleep(10000);
}
}

public class MutipleArray {

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long t0 = System.currentTimeMillis();
        int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];
        for (int i = 0; i < 3000; i++)
            for (int j = 0; j < 3000; j++)
                for (int k = 0; k < 3; k++)
                    for (int l = 0; l < 3; l++)
                       map[i][j][k][l] = 45001;
        long t1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time for initializing the first Array:"+(t1-t0)+"ms");
       
        int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];
        for (int i = 0; i < 3; i++)
            for (int j = 0; j < 3; j++)
                for (int k = 0; k < 3000; k++)
                    for (int l = 0; l < 3000; l++)
                        map2[i][j][k][l] = 45001;
        long t2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Time for initializing the second Array:"+(t2-t1)+"ms");
        
        Thread.sleep(10000);
    }
}

结果：

Java代码

Time for initializing the first Array:13570ms
Time for initializing the second Array:495ms

Time for initializing the first Array:13570ms
Time for initializing the second Array:495ms

为什么同样容量的数组，效率却差别如此之大呢？
个人看法：
方式一：

Java代码

int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];

int [][][][] map = new int[3000][3000][3][3];

其实相当于：

Java代码

int [][][][] map = new int[3000*3000*3][3];

int [][][][] map = new int[3000*3000*3][3];

方式二：

Java代码

int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];

int [][][][] map2 = new int[3][3][3000][3000];

相当于：

Java代码

int [][][][] map2 = new int[3*3*3000][3000];

int [][][][] map2 = new int[3*3*3000][3000];