Question

我正在寻找具有以下目标的理想数据容器：

容器的行为必须类似于Queue，具有以下规范：

1）随机访问不是必须的 2）在两个方向上迭代对象必须超快（连续数据会更好）
3）从列表前面执行高性能删除并在后面插入是必须的（每次执行大量删除和附加）
4）项目不是原始类型，它们是对象。

我知道双链表不是高性能容器。向量（比如c ++中的std :: vector）是好的，但它并没有真正优化从前面删除，我也不认为给定对象大小的矢量化是可能的。

我也在考虑Slot-Map容器的可能性，但不确定它是否是最好的选择。

我想知道是否有更好的选择？

Answer 1

如果我们真的关心性能，容器不应该动态分配任何内存，即我们应该定义容器中对象的上限。

接口要求确实是排队的，因此看起来最快的选项是指向对象的指针的循环队列。所以容器应该剃掉以下字段：

OBJECT * ptrs[SIZE] - 固定大小的指针数组。当然，我们会在这里浪费SIZE * sizeof (OBJECT *)个字节，但从表现来看，它可能是一个很好的交易。
size_t head_idx - 头对象索引。
size_t tail_idx - 尾对象索引。

在两个方向上迭代对象必须超快

下一个对象是ptrs[]中的下一个索引：

if (cur_idx >= head_idx) return nullptr;
return ptrs[(cur_idx++) % SIZE]; // make sure SIZE is a power of 2 constant

Prev对象是ptrs[]：

if (cur_idx <= tail_idx) return nullptr;
return ptrs[(cur_idx--) % SIZE]; // make sure SIZE is a power of 2 constant

从列表前面执行高性能删除并在后面插入是必须的

pop_front（）就像：

if (tail_idx == head_idx) ... // should not happen, through an error
head_idx++;

push_back（）就像：

if (tail_idx - head_idx >= SIZE) ... // should not happen, through an error
ptrs[(tail_idx++) % SIZE] = obj_ptr; // make sure SIZE if a power of 2 constant

项目不是基本类型，它们是对象

最通用的解决方案是简单地将指针存储在循环队列中，因此对象的大小无关紧要，而且只浪费SIZE次指针，而不是SIZE次对象。但是可以肯定的是，如果你能负担得起预先分配数千个物体，它应该更快......

这些是基于您的性能要求的猜测。我不确定你是否有能力为表现换取一些记忆，所以如果不是这样我很抱歉...

Answer 2

您可以通过常规vector和start索引来告诉您＆＃34;真实＆＃34;数据的开头是。

要附加到后面，请使用常规方法。这有一个摊销的固定时间复杂性，考虑到你会做很多推动，这对你来说可能很好。
从前面删除，增加start。
要访问元素i，请使用vector[start + i]。
每当你从前面的任何地方删除，或者插入除了后面以外的任何地方时，继续并重新创建整个矢量而没有任何前导删除的条目，并将start重置为零。

优点：

条目位于连续的内存块中
从前面快速删除并（分期付款）快速插入后面
快速随机访问和快速迭代

缺点：

缓慢的最坏情况插入行为
可能浪费大量空间
清理删除更改删除最坏情况的行为为线性，慢。

无论你做什么，都要考虑与自然方法进行比较：记住头部和尾部的双重链表。

从前/后快速插入/删除
没有浪费的空间

是的，这些项目在内存中不会是连续的，因此可能会有更多的缓存未命中;但是，您可以通过偶尔进行碎片整理来解决这个问题：

为列表中的所有节点分配足够的连续空间
通过遍历链接按顺序重新创建节点
释放原始节点并使用新的节点集作为列表

根据删除/插入/遍历的模式，这可能是可行的。

用于存储大量物体的高性能容器

2 个答案: