Как лучше разместить в оперативной памяти массив комплексных чисел с точки зрения производительности?
Если вы хотите быть дружественными к кэшу, то нужна локальность доступа к данным. 

Поэтому лучше в одном массиве чередовать реальную и мнимую части. Или, еще лучше - завести структуру с двумя полями и хранить массив из них. Тут в памяти расстановка данных будет такая же, но код будет читаем и логичен.
Есть ли какая-нибудь разница с точки зрения производительности?
Это зависит от алгоритма обработки. Если вы просто загружаете 2n случайных чисел в память, то это займет одинаковое количество времени.