Warum ist das Verarbeiten eines sortierten Arrays schneller als das Verarbeiten eines unsortierten Arrays in Java?

Es gibt mehrere Gründe, warum das Verarbeiten eines sortierten Arrays schneller sein kann als das Verarbeiten eines unsortierten Arrays in Java:

Speicherortlichkeit: Elemente, die in einem sortierten Array nahe beieinander liegen, werden wahrscheinlich auch in der Nähe im Speicher gespeichert. Das kann zu mehr Cache-Treffern und besserer Leistung beim Durchlaufen des Arrays führen.
Algorithmenoptimierung: Viele Algorithmen, wie beispielsweise die Binärsuche und die Mergesort, sind für sortierte Arrays optimiert und können daher schneller auf sortierten Arrays als auf unsortierten Arrays ausgeführt werden.
Optimierung für bestimmte Anwendungsfälle: Wenn ein bestimmter Algorithmus oder eine bestimmte Operation erfordert, dass die Eingabe sortiert ist, wie zum Beispiel das Suchen aller Elemente in einem bestimmten Bereich oder das Zusammenführen mehrerer sortierter Arrays zu einem, dann wird die Operation schneller, wenn ein sortiertes Eingabe-Array verwendet wird.
Vorhersage: In einigen Fällen, wie z.B. beim Suchen, kann es dem Prozessor helfen, eine Art von Verzweigungsvorhersage zu verwenden, wenn das Array sortiert ist, was die Leistung verbessern kann, wenn die Suche wiederholt durchgeführt wird.

Zusammengefasst liegen die Gründe dafür, warum die Verarbeitung eines sortierten Arrays schneller ist als die Verarbeitung eines unsortierten Arrays darin, dass die Daten geordnet und vorhersehbarer sind, was sowohl dem CPU als auch dem Programmierer ermöglicht, die Daten besser zu nutzen und die Leistung zu optimieren.