Question

我处于需要在多态对象树的多个实例之间共享数据的情况，但是我再次需要共享数据＆＃34; per-tree＆＃34;所以在基类中使用静态类成员实际上并不是一种选择。

我不想过度负担＆＃34;每个实例都有指向共享数据的额外成员指针，因此我当前的方法（考虑到我使用树）是将共享数据作为树根节点的成员，并且每次访问共享数据都要经过一系列间接，具体取决于特定节点的深度＆＃34;树全局＆＃34;访问数据。

由于有些情况下共享数据非常频繁（每秒数百万......至少是那些预期的内容），我想知道是否有一些设计模式可以帮助我避免间接到到达根节点，同时仍然没有将额外的膨胀引入对象的足迹。

虽然可以＆＃34;缓存＆＃34;根节点指针作为本地，例如用于访问共享数据的紧密循环，在许多情况下，功能将沿树节点级联，甚至在过程中切换树，因此缓存根节点指针仅适用于狭窄的上下文。

请注意，静态成员的提及不会将实现的范围限制为C ++，我也添加了C标记，因为此时我对任何想法持开放态度。

Answer 1

与树节点交互的所有方法都将第一个参数作为指向根的指针。

flyweight包装器类可以隐藏此实现细节，您可以通过opaque类访问树节点，其中包含一个真实的树节点指针以及一个用于根目录的poimter。如果你要求孩子，它会返回另一个轻量级。

现在你的树缺少额外的指针，但接口类有额外的指针。

如果您的树节点是不可变的（逻辑上），您甚至可以复制它们的状态以减少间接成本。

template<class Data>
struct internal_tree {
  Data d;
  std::unique_ptr<internal_tree> left;
  std::unique_ptr<internal_tree> right;
};

template<class Data>
struct flyweight_tree {
private:
  internal_tree* internal = nullptr;
  internal_tree* root = internal;
  flyweight_tree(internal_tree* t, internal_tree* r):internal(t),root(r) {}
public:
  flyweight_tree() {}
  flyweight_tree(internal_tree* r):internal(r) {}
  flyweight_tree left() const { return { internal->left.get(), root }; }
  flyweight_tree right() const { return { internal->right.get(), root }; }
};

现在我们的实际internal_tree数据结构不存储指向root的指针。使用它的代码通过flyweight_tree访问它，它存储指向root的指针，但指针到root只存储在访问点，永远不会长期存储。

如果你想要一个parent，你甚至可以将它实现为一个轻量级，其中flyweight_tree存储std::vector指针到父级（而不是root ）。这会在树节点中保存另一堆内存（没有指向父节点的指针，但是使用它的每个人都可以获得父节点，因为它们通过flyweight_tree使用它。）

我们可以在internal_tree中实现大部分工作，它将flyweight_tree存储的信息作为参数，或者我们可以在flyweight_tree中实现大多数树逻辑，将internal_tree留作紧凑的“长期存储”结构。

Answer 2

我能想到的可能性是：

如果您的根数量有限，则将偏移量（例如在uint8_t中）存储到具有根的静态数组中。例如，如果您只有5-10个根，则不需要为每个节点存储高达64位的数据。
为什么不运行每棵树＆＃34;在自己的过程中（在操作系统级别）？这样，每个根都可以存储为静态数据并全局访问。
如果你可以绑定节点数，也许你可以使用一个特殊的分配器：首先在给定内存边界的开头分配你的根，例如0x0010000,0x0020000等...然后检索地址root用每个节点的简单减法/位移？但是你必须能够确保你可以在每棵树的内存区域内分配所有节点。

在不使用静态成员的情况下跨对象树共享数据的策略

2 个答案: