效率：字符数组与整数数组

Question

我正在编写一个游戏，想用一个数组来表示一个棋盘。我正在寻找效率，因为我要做许多迭代。在这种情况下，无论是int数组还是char数组对于棋盘表示都很方便。在int数组和char数组中做运算，效率上有区别吗？

我怀疑，因为char数组的每个元素的大小都是1字节，所以它可能会因为内存中的不同表示而变慢(考虑一台现代计算机，它至少有32位用于int表示)...我说的对吗？

先谢谢你。

编辑：我将生成游戏树，这就是为什么效率如此重要，时间消耗的微小差异会产生巨大的差异。

Answer 1

试试看。使用 -S 标志到 gcc 获取汇编代码：

gcc -Wall -S code.c -o code.s

查看生成的代码长度是否有明显差异。这不一定是全部，因为您需要了解汇编程序来判断差异。但它可能会给你一个提示 - 可能 int 和 char 会大致相同。

请注意，如果您混合类型，您几乎肯定会使用char数组获得稍微慢一点的代码。因此，如果您将数据存储在char数组中，然后使用int类型以某种方式“处理”它，那么每次在两者之间进行转换时，您可能会得到一条额外的指令。试试-S。

Answer 2

< code>char通常是1字节对齐的，< code>int通常是4字节对齐的。假设您正在使用一台遵循此标准的机器，这两个数组都将它们的内容存储为连续的内存块(< code>int数组的大小是< code>char数组的4倍)。因此，就如何利用分配的内存块而言，这两者不太可能有任何不同。

也就是说，即使底层内存表示有任何不同，我怀疑它会影响程序的吞吐量。

Answer 3

用于哪些CPU/s？

一些CPU不能直接访问比“东西”小的东西，编译器需要生成一个“加载，移位和屏蔽”指令序列来访问单个字节。在这种情况下，使用 int 应该会获胜。

有些CPU可以毫无问题地访问字节。在这种情况下(如果涉及足够多的数据，这很重要)，问题可能是缓存大小和/或内存带宽；而且(至少对于80x86)我认为< code>char会赢，因为更多的数据被打包到每个缓存行中。

哪种算法？

如果你能把SIMD扔向它，< code>char很可能会赢。例如，使用128位SIMD，每条指令可以处理16个字节，或者每条指令可以处理4个(32位)整数，因此< code>char可能会快4倍。

最好的建议是：

#ifdef USE_INT
    typedef int thingy
#else
    typedef unsigned char thingy
#endif

然后，您可以随时对其进行分析并进行更改。