“编程珍珠”：搜索

Posted 2023-02-19

【中文标题】“编程珍珠”：搜索

【英文标题】：“Programming Pearls”: Searching

【发布时间】：2012-08-13 13:11:15

【问题描述】：

我们可以通过保存一个集合来避免对存储分配器的多次调用 他自己的结构中的可用节点。

这个思想可以应用到二叉搜索树数据结构中。

作者说：“一次性分配节点可以大大减少 树的空间需求，将运行时间减少了大约三分之一。"

我很好奇这个技巧如何减少空间需求。我的意思是如果我们 想要构建一个有四个节点的二叉搜索树，我们需要分配 这四个节点的内存，无论我们是一一分配还是全部分配 一次。

【参考方案1】：

这与 Java 如何处理字符串有关。而当你连接到一个字符串时，你实际上是在使用 3 个字符串对象：旧字符串、新段和新结果。最终垃圾收集器清理干净，但在这种情况下（我的字符串示例和您的程序二进制搜索） - 您正在以一种浪费的方式增加内存空间。至少我是这么理解的。

【参考方案2】：

众所周知，内存分配器不擅长分配非常小的对象。过去十年情况有所改善，但书中的诀窍仍然适用。

大多数分配器在分配给您的块中保留附加信息，以便它们可以正确释放内存。例如，malloc/free 对 C 或 new[]/delete[] 对 C++ 需要将实际内存块的长度信息保存在某处；通常，这些数据在返回给您的地址之前的四个字节中结束。

这意味着每次分配至少会浪费四个额外的字节。如果您的树节点占用 12 个字节（两个指针各占 4 个字节，数字占 4 个字节），则将为每个节点分配 16 个字节 - 增加 33.3%。

内存分配器还需要执行额外的簿记。每次从堆中取出一个块时，分配器都必须考虑它。

最后，你的树使用的内存越多，当当前节点被处理时，相邻节点在缓存中被获取的机会就越小，因为内存中到下一个节点的距离。