如何增加c ++中相邻列表的最大大小？

Posted 2023-02-17

【中文标题】如何增加c ++中相邻列表的最大大小？

【英文标题】：How to increase the maximum size of adjacent list in c++?

【发布时间】：2016-08-13 13:02:01

【问题描述】：

我在这个webpage 中使用了 Dijkstra 算法。最近发现如果图中的顶点数超过60000，在将新的边信息作为节点添加到相邻列表中时，系统会响应“core dumped”。

以下是原程序中相邻列表的摘录：

// A structure to represent a node in adjacency list
struct AdjListNode

    int dest;
    int weight;
    struct AdjListNode* next;
;

// A structure to represent an adjacency liat
struct AdjList

    struct AdjListNode *head;  // pointer to head node of list
;

// A utility function to create a new adjacency list node
struct AdjListNode* newAdjListNode(int dest, int weight)

    struct AdjListNode* newNode =
            (struct AdjListNode*) malloc(sizeof(struct AdjListNode));
    newNode->dest = dest;
    newNode->weight = weight;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;

这是图形和添加新边的代码

// A structure to represent a graph. A graph is an array of adjacency lists.
// Size of array will be V (number of vertices in graph)
struct Graph

    int V;
    struct AdjList* array;
;

// A utility function that creates a graph of V vertices
struct Graph* createGraph(int V)

    struct Graph* graph = (struct Graph*) malloc(sizeof(struct Graph));
    graph->V = V;

    // Create an array of adjacency lists.  Size of array will be V
    graph->array = (struct AdjList*) malloc(V * sizeof(struct AdjList));

     // Initialize each adjacency list as empty by making head as NULL
    for (int i = 0; i < V; ++i)
        graph->array[i].head = NULL;

    return graph;


// Adds an edge to an undirected graph
void addEdge(struct Graph* graph, int src, int dest, int weight)

    // Add an edge from src to dest.  A new node is added to the adjacency
    // list of src.  The node is added at the begining
    struct AdjListNode* newNode = newAdjListNode(dest, weight);
    newNode->next = graph->array[src].head;
    graph->array[src].head = newNode;

    // Since graph is undirected, add an edge from dest to src also
    newNode = newAdjListNode(src, weight);
    newNode->next = graph->array[dest].head;
    graph->array[dest].head = newNode;

供您参考，这是我测试的主要功能

int main()

    int V = 100000;
    struct Graph* graph = createGraph(V);
    for(int i=0;i<V/2;i++)
        for(int j=i+1;j<V;j++)
            addEdge(graph, i, j, i+j);

    return 0;

【问题讨论】：

看来你的内存快用完了，不是吗？

没有问题here when using std::list

这被标记为 C++。使用 std::list 或 std::forward_list 并忘记 malloc 的东西。即使100,000 nodes 也没有问题。

这段代码不是最现代的 c++，我会听从这里给出的建议。尽管如此，该代码没有大问题，也没有理由将其作为链表更快地耗尽内存。我会把钱赌在创建图表的代码中的错误上，但我们在这里看不到它（所以请添加它！）

所有贴出的代码都是C代码，不是C++代码。如果您使用 C，则应将其标记为 C，而不是 C++。

【参考方案1】：

因此，您正在尝试向图形添加几乎 4*10^9 条边。每条边（AdjListNode - 对象）在 64 位机器上需要 16 个字节。我们也在谈论至少 64GB，这已经很多了。

但是，每次调用malloc(sizeof(struct AdjListNode)) 的成本都不止 16 个字节：管理堆上的元素会产生一些开销，并且系统会在每次请求内存时让出超过 16 个字节。在我的系统上，4*10^7 边缘需要 2GB，即 ca。每条边 50 字节。

无论如何，在程序执行的某个时刻，您将内存不足，malloc 将在您的这部分代码中返回 0：

struct AdjListNode* newAdjListNode(int dest, int weight)

    struct AdjListNode* newNode =
            (struct AdjListNode*) malloc(sizeof(struct AdjListNode));
    //newNode is NULL if there is no memory!
    newNode->dest = dest; //BOOM! segmentation error due to newNode==NULL
    ....

如您所见，程序会因为 NULL 指针取消引用而崩溃。

我猜对于每个实现，它的工作问题大小都有一个限制。并且这种实现的限制远低于 4*10^9 边缘。

至于您的问题：如果您想使用更少的内存，则应避免分配许多不同的对象-最好将它们一个接一个地放入连续的内存中。如果你使用 C++（但你的代码是纯 C），std::vector 是一个不错的选择。