如何利用缓存，让CPU更有效率地执行代码？

一口Linux

哈喽，大家好，我是呼噜噜，之前的系列文章我们分别介绍了CPU Cache是什么，组织架构，以及缓存一致性。那么本文我们聊聊如何利用缓存来提升我们编写的代码性能，我们不仅要知道缓存是什么，为什么，还要会如何使用
系列文章：

突破计算机性能瓶颈的利器CPU Cache

CPU Cache是如何映射与寻址的？

CPU Cache是如何保证缓存一致性？[/ol]数组遍历方式 我们先来看一个很经典的例子(例子是C语言写的，其他语言实现也都是差不多的)：
#include
#include
#include
int main()
{
    clock_t begin, end;
    double cost;
    begin = clock();
    int count = 10000;
    int* array = (int*)malloc(sizeof(int) * count * count);//2维数组
   
    //代码1 按行遍历
    //for (int i = 0;i
    // for (int j = 0; j
    //  array[i * count + j] = 0;
    // }
    //}
    //代码2 按列遍历
    for (int i = 0;i for (int j = 0; j array[j * count + i] = 0;
        }
    }
    end = clock();
    cost = (double)(end - begin) / CLOCKS_PER_SEC;
    printf("constant CLOCKS_PER_SEC is: %ld, time cost is: %lf", CLOCKS_PER_SEC, cost);
    return 0;
}
运行结果：
#代码1
constant CLOCKS_PER_SEC is: 1000, time cost is: 0.126000
   
#代码2
constant CLOCKS_PER_SEC is: 1000, time cost is: 0.301000
CLOCKS_PER_SEC=1000，表示当前电脑1秒是被分成了1000个时间片，也就是说时间测量最小单位为1ms
所以上述代码1，在笔者的电脑运行耗时大约0.126ms；而代码2，运行耗时却高达0.301ms
这2段代码块基本一致，唯独遍历方式不同，代码1是按行遍历，而代码2是按列遍历
无非是遍历方式不一样，但为啥运行效率会差这么多呢？

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我们知道在内存中，数组一般是按行存储的，如array[0][0],array[0][1],...,array[2][0],array[2][1],...
上述代码块1是按行遍历，而代码块2是按列遍历，按行遍历时可以由指向数组第一个数的指针一直往下走，就可以遍历完整个数组，而按列遍历则要获得指向每一列的第一行的元素的指针，然后每次将指针指下一行，但是指针的寻址很快，所以在内存中这2种数组遍历方式的效率，不会有明显的区别
那为啥运行效率会差这么多呢