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Zeilenweise Cache-Lokalität in 2D-Arrays

In C++ werden mehrdimensionale Arrays in zeilenweiser Reihenfolge (row-major) gespeichert. Der Zugriff Zeile für Zeile ist wesentlich schneller als Spalte für Spalte, da er den CPU-Cache effektiver nutzt, indem er auf aufeinanderfolgende Speicheradressen zugreift.

snippet.cpp

cpp

#include <iostream>
 
const int SIZE = 1000;
 
int main() {
    int matrix[SIZE][SIZE] = {0};
    long long total = 0;
 
    // Row-major traversal is faster due to spatial locality
    for (int i = 0; i < SIZE; ++i) {
        for (int j = 0; j < SIZE; ++j) {
            total += matrix[i][j];
        }
    }
 
    std::cout << "Sum: " << total << std::endl;
    return 0;
}

Erklärung

int matrix[SIZE][SIZE] = {0};

Allokiert einen zusammenhängenden Speicherblock für ein 2D-Array auf dem Stack.

total += matrix[i][j];

Greift auf Elemente in der Reihenfolge zu, in der sie im Speicher liegen, was Cache-Treffer maximiert.

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