程序局部性原理

存储器系统是一个具备不同容量、成本和访问时间的存储设备。其访问速度由快到慢，依次为CPU急促请你，告诉缓冲存储器(SRAM)，主存储器(DRAM)，磁盘，通过网络连接的其他存储设备。

每次CPU和主存之间的数据传送都是通过一系列步骤完成的，局部性通常由两种形式，时间局部性和空间局部性。时间局部性指的是：被引用过一次的存储器位置在未来会被多次引用（通常在循环中）

空间局部性指的是：如果一个存储器的位置被引用，那么将来他附件的位置也会被引用。

以下面一个例子来说明：这是一个二维数组的求和。

 

可以看出，在for循环中，是以行序为主序列对元素进行遍历的，也就是说，先访问第一行的元素，再访问第二行元素。图ｂ是二维数组的实际存储情况，可以看出，在存储器中，也是按照行序为主序进行存储的。在对向量的访问中，如果访问的数序和存储顺序一致，并且是连续访问，那么这种访问具有良好的空间局部性。

实际例子说明：

#include <stdio.h>
#include <time.h>

typedef int (*pFuncb)(int ,int);

#define A_NUM 10000000
#define B_NUM 1000
int A[A_NUM] = {0};
int B[B_NUM] = {0};

void t1(int a,int b)
{
    int i,j;
    for(i = 0; i < A_NUM ; i++)
        for(j = 0; j < B_NUM ;j++)
        B[j]++;
}

void t2(int a,int b)    //t2　花费的时间应该小于t1
{
    int i,j;
    for(i = 0; i < B_NUM ; i++)
        for(j = 0; j < A_NUM ;j++)
        A[j]++;
}

void Show_Run_Time(pFuncb test_func,void *prompt)
{
    clock_t start,end;

    start = clock();
    test_func(1,1);
    end = clock();

    printf(" %s %lf seconds is used!\n",prompt,((double)(end-start))/CLOCKS_PER_SEC);
}

int main()
{
    Show_Run_Time(t1,"t1 function");
    Show_Run_Time(t2,"t2 function");

    return 0;
}

执行结果如下：

可以看出，t2函数执行的时间小于t1,说明函数局部性好的代码执行效率高。