Почему одномерные массивы работают медленнее, чем трехмерные

@Ser_Darked-Sun · Регистрация: 29.08.2019

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Столкнулся с похожей проблемой на С++, работа с трехмерным массивом быстрее чем работа с одномерным, хотя казалось бы нужно сделать меньше операций. Так что у меня вопрос, почему так получается?

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
from datetime import datetime
size = 100
 
class Vec:
    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z
 
class Arr3D:
    def __init__(self):
        self.arr = [[[ None for _ in range(0, size)] for _ in range (0, size)] for _ in range(0, size)]
    
    def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x][vec.y][vec.z] = value
 
    def get(self, vec):
        return self.arr[vec.x][vec.y][vec.z]
 
class Arr1D:
    def __init__(self):
        self.arr = [None for _ in range(0, size * size * size)]
    
    def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x * size * size + vec.y * size + vec.z] = value
 
    def get(self, vec):
        return self.arr[vec.x * size * size + vec.y * size + vec.z]
 
def write(arr):
    for value in range(0, 10):
        for x in range(0, size):
            for y in range(0, size):
                for z in range(0, size):
                    arr.set(Vec(x, y, z), value)
 
def read(arr):
    for _ in range(0, 10):
        for x in range(0, size):
            for y in range(0, size):
                for z in range(0, size):
                    arr.get(Vec(x, y, z))
 
arr1d = Arr1D()
arr3d = Arr3D()
 
start = datetime.now()
write(arr1d)
print("Write 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
write(arr3d)
print("Write 3D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
read(arr1d)
print("Read 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
read(arr3d)
print("Read 3D", datetime.now() - start)

Результат в Debug:



Write 1D 0:00:09.612970

Write 3D 0:00:07.605029

Read 1D 0:00:09.376999

Read 3D 0:00:07.226009

Результат в Release, ещо хуже:



Write 1D 0:00:12.766999

Write 3D 0:00:07.552999

Read 1D 0:00:12.348959

Read 3D 0:00:07.484041

Добавлено через 24 минуты
Добавил немного рандома в порядок доступа, ситуация не изменилась:

Python
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
from datetime import datetime
from random import randint
 
size = 100
 
class Vec:
    def __init__(self, x, y, z):
        self.x = x
        self.y = y
        self.z = z
 
class Arr3D:
    def __init__(self):
        self.arr = [[[ None for _ in range(0, size)] for _ in range (0, size)] for _ in range(0, size)]
    
    def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x][vec.y][vec.z] = value
 
    def get(self, vec):
        return self.arr[vec.x][vec.y][vec.z]
 
class Arr1D:
    def __init__(self):
        self.arr = [None for _ in range(0, size * size * size)]
    
    def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x * size * size + vec.y * size + vec.z] = value
 
    def get(self, vec):
        return self.arr[vec.x * size * size + vec.y * size + vec.z]
 
repetition = 10
 
def write(arr):
    for value in range(0, repetition):
        for x in range(0, size):
            for y in range(0, size):
                for z in range(0, size):
                    arr.set(Vec(x, y, z), value)
 
def read(arr):
    for _ in range(0, repetition):
        for x in range(0, size):
            for y in range(0, size):
                for z in range(0, size):
                    arr.get(Vec(x, y, z))
 
 
rand_vec_for_write = [Vec(randint(0, size - 1), randint(0, size - 1), randint(0, size - 1)) for _ in range(0, repetition * size * size * size)]
def rand_write(arr):
    for i in range(0, repetition * size * size * size):
        arr.set(rand_vec_for_write[i], randint(0, size))
 
 
rand_vec_for_read = [Vec(randint(0, size - 1), randint(0, size - 1), randint(0, size - 1)) for _ in range(0, repetition * size * size * size)]
def rand_read(arr):
    for i in range(0, repetition * size * size * size):
        arr.get(rand_vec_for_read[i])
 
arr1d = Arr1D()
arr3d = Arr3D()
 
start = datetime.now()
write(arr1d)
print("Write 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
write(arr3d)
print("Write 3D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
read(arr1d)
print("Read 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
read(arr3d)
print("Read 3D", datetime.now() - start)
 
 
start = datetime.now()
rand_write(arr1d)
print("Rundom write 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
rand_write(arr3d)
print("Rundom write 3D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
rand_read(arr1d)
print("Random read 1D", datetime.now() - start)
 
start = datetime.now()
rand_read(arr3d)
print("Random read 3D", datetime.now() - start)

Результат:



Write 1D 0:00:09.863999

Write 3D 0:00:08.077039

Read 1D 0:00:09.308999

Read 3D 0:00:06.974959

Rundom write 1D 0:00:21.894000

Rundom write 3D 0:00:18.886042

Random read 1D 0:00:07.304023

Random read 3D 0:00:05.654001

@Red white socks · 11.07.2022, 15:13

Сообщение от Ser_Darked-Sun

Python
1
2
def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x][vec.y][vec.z] = value

Сообщение от Ser_Darked-Sun

Python
1
2
def set(self, vec, value):
        self.arr[vec.x * size * size + vec.y * size + vec.z] = value

Посчитайте количество умножений в одном и в другом случае

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
изучаю kubernetes lagorue 13.01.2026 А пригодятся-ли мне знания kubernetes в России?	сукцессия микоризы: основная теория в виде двух уравнений. anaschu 11.01.2026 https:/ / rutube. ru/ video/ 7a537f578d808e67a3c6fd818a44a5c4/	WordPad для Windows 11 Jel 10.01.2026 WordPad для Windows 11 — это приложение, которое восстанавливает классический текстовый редактор WordPad в операционной системе Windows 11. После того как Microsoft исключила WordPad из. . .	Classic Notepad for Windows 11 Jel 10.01.2026 Old Classic Notepad for Windows 11 Приложение для Windows 11, позволяющее пользователям вернуть классическую версию текстового редактора «Блокнот» из Windows 10. Программа предоставляет более. . .
Почему дизайн решает? Neotwalker 09.01.2026 В современном мире, где конкуренция за внимание потребителя достигла пика, дизайн становится мощным инструментом для успеха бренда. Это не просто красивый внешний вид продукта или сайта — это. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход 3 anaschu 06.01.2026 aa0a7f55b50dd51c5ec569d2d10c54f6/ O1rJuneU_ls https:/ / vkvideo. ru/ video-115721503_456239114	Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ФедосеевПавел 06.01.2026 Owen Logic: О недопустимости использования связки «аналоговый ПИД» + RegKZR ВВЕДЕНИЕ Введу сокращения: аналоговый ПИД — ПИД регулятор с управляющим выходом в виде числа в диапазоне от 0% до. . .	Модель микоризы: классовый агентный подход 2 anaschu 06.01.2026 репозиторий https:/ / github. com/ shumilovas/ fungi ветка по-частям. коммит Create переделка под биомассу. txt вход sc, но sm считается внутри мицелия. кстати, обьем тоже должен там считаться. . . .