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[数据结构与算法]【数据结构入门】顺序表和链表的区别,以及啥是缓存利用率

(1)顺序表和链表的区别

链表和顺序表各有优劣,它们相辅相成

顺序表链表
存储空间上物理上一定连续逻辑上连续,物理上不一定连续
随机访问(用下标访问)支持 [ O(1) ]不支持 [ O(N) ]
在任意位置插入或者删除元素可能需要挪动元素,效率低 [ O(N) ]只需要修改指针指向
插入动态顺序表,空间不够时需要扩容
(扩容可能造成空间浪费)
没有容量的概念,按需申请空间
应用场景元素高效存储、随机访问多
(尾插尾删多)
任意位置频繁的插入和删除
缓存利用率

(2)缓存利用率

1)存储器层次结构

image-20210910163919963

2)CPU和寄存器、高速缓存,以及主存之间的关系

假如我们写了一个程序,实现分别对顺序表和链表上的每个数据+1,这个程序会被编译成指令,由CPU执行指令

CPU运算速度快,读取内存,内存速度跟不上,CPU一般就不会直接访问内存,而是把要访问的数据先加载到缓存体系,如果是小于8byte的数据,直接到寄存器,如果是大的数据会到三级缓存,CPU直接跟缓存交互。

image-20210910162803993

如图:做菜时先会到缓存中去取食材,缓存中没有食材,再去内存那里买……

image-20210910163746223

3)缓存利用率

实现分别对顺序表和链表上的每个数据+1,要先读取数据,然后运算,再写回主存

CPU执行指令运算要访问数据,会先去缓存中找有没有这个数据:

  1. 如果有,说明缓存命中了

  2. 如果没有,说明缓存未命中,就从主存中读取一段连续内存空间的数据到缓存,继续找

image-20210910170439819

顺序表物理地址是连续的,增加了命中率,就不用频繁的从主存中读数据到缓存中,提高了缓存利用率

这就是物理地址连续的优势,所以在现实生活中,很多地方还是推荐用顺序表的

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加:2021-09-11 19:04:09  更:2021-09-11 19:04:11 
 
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