Question

我遇到了一个严重且严格的内存限制问题。我是CPP的极客，我想减少我的内存使用量。请给我一些提示。

我的一位朋友建议在我的结构中使用函数。例如，而不是使用：

struct node{
   int f()
   {}
}

他建议我使用：

int f(node x)
{}

这真的有帮助吗？

注意：我的结构有很多副本。

这里有更多信息：

我正在编写某种分段树来解决在线裁判的练习问题。我在结构中获得树节点。我的struct有这些变量：

  int start;
  int end;
  bool flag;
  node* left;
  node* right;

内存限制为16 MB，而我使用的是16.38 MB。

Answer 1

我猜你的问题的潜台词是你的大部分内存使用是数据，而不是代码。以下是一些提示：

如果您的数据范围有限，请充分利用它。如果整数的范围是-128到127，则使用char而不是int，或unsigned char，如果它是0到255.同样使用int16_t或uint16_t作为范围-32768..32767和0..65535。
重新排列结构元素，使较大的项目首先出现，这样数据对齐不会在结构的中间留下死区。您通常也可以通过编译器选项控制填充，但最好只是首先使布局最佳。
使用不会产生大量开销的容器。例如，使用vector代替list。使用boost::ptr_vector代替包含std::vector的{{1}}。
避免虚拟方法。添加到结构或类的第一个虚方法会向vtable添加一个隐藏指针。

Answer 2

不，常规成员函数不会使类或结构更大。引入虚拟函数可能（在许多平台上）向类添加vtable指针。在x86上会增加四个字节的大小。但是，添加虚函数时不再需要内存 - 一个指针就足够了。类或结构类型的大小永远不为零（无论它是否具有任何成员变量或虚函数）。这是为了确保每个实例占用自己的内存空间（source，第9.0.3节）。

Answer 3

在我看来，减少内存的最佳方法是考虑算法空间的复杂性，而不仅仅是做好的代码优化。重新考虑诸如动态编程表，不必要的副本之类的东西，通常是任何在内存效率方面都有疑问的东西。此外，尝试在不再需要时尽早释放内存资源。

Answer 4

对于你的最后一个例子（树），你可以使用带有XOR的聪明的hack用单个节点指针替换两个节点指针，如here所述。这仅适用于以正确顺序遍历树的情况。显然这会损害代码的可读性，因此应该是最后的手段。

Answer 5

您可以使用编译标志进行一些优化。如果您使用的是g ++，可以使用以下命令进行测试： -O2

关于这个主题有很多主题：

C++ Optimization Techniques

Should we still be optimizing "in the small"?

Constants and compiler optimization in C++

What are the known C/C++ optimizations for GCC

Answer 6

这两种可能性并不完全相同：

首先，f()是node的成员函数。
在第二个中，f()是一个免费（或名称空间范围）函数。（另请注意，两个f()的签名是不同的。）

现在请注意，在第一种样式中，f()是inline成员函数。在类体内定义成员函数使其成为内联。尽管内联不是保证，但它只是对编译器的暗示。对于具有小体的函数，最好将它们内联，因为它可以避免函数调用。但是，我从未见过这是一个成败的因素。

如果你不想或如果f()没有内联资格，你应该在类体（可能在.cpp文件中）之外定义它：

 int node::f() { /* stuff here */ }

如果代码中存在内存使用问题，则很可能上述主题不相关。探索以下内容可能会给你一些提示

查找程序中所有类的大小。使用sizeof查找此信息，例如sizeof（node）
查找程序正在创建的每个类的最大对象数。
使用以上两个系列的信息，估算程序的最坏情况内存使用情况

最坏情况内存使用量= n1 * sizeof（node1）+ n2 * sizeof（node2）+ ...

如果上述数字太高，则您有以下选择：

减少最大类的实例数。这可能是不可能的，因为这取决于程序的输入，这是你无法控制的
减少每个班级的规模。这是你的控制权。

如何减少课程的大小？请尝试紧凑地打包班级成员以避免packing。

Answer 7

正如其他人所说，拥有方法不会增加结构的大小，除非其中一个是虚拟的。

您可以使用位域来有效地压缩数据（这对您的布尔值尤其有用......）。此外，您可以使用索引而不是指针来节省一些字节。

请记住以大块而不是单独分配节点（例如，使用new []一次，而不是常规新的多次）以避免内存管理开销。

如果您不需要节点指针提供的完全灵活性，您可以减少或消除它们。例如，heapsort总是有一个接近完整的二叉树，所以标准实现使用一个隐式树，它根本不需要任何指针。

最重要的是，找到一个不同的算法可能会完全改变游戏......

（C ++）寻找减少内存使用量的技巧

7 个答案: