在数组/类成员中节省内存而不会损失太多性能答案

【问题标题】：Saving memory in an array/class members without losing too much performance在数组/类成员中节省内存而不会损失太多性能
【发布时间】：2020-12-22 18:42:51
【问题描述】：

我有一个程序可以存储 100.000 个文件及其信息。通常类定义是这样的：

class DSPhotoFile: NSObject, NSCopying, Comparable {
    let key: Int                    // may I need an numeric ID? Easy and fast
    let initUrl              : URL  // initial, never changed (could also be used as key)
    // derived data from filepath
    // string parts
    var fullpath        = String()   // "/rootfolder/sub/sub2/pic1234.jpg"
    var path            = String()   // "/rootfolder/sub/sub2"  (path without tailing /)
    ...                              //  12345678901234567890 12345678901 
}

我想节省内存，但不是不惜一切代价。第一：如何动态计算此定义的实例使用的字节数？有一些字符串成员是动态的！所以我需要完整的占用空间，包括所有子类型。

如果需要，我的下一个想法是只存储一个 Int 作为后缀或前缀的长度。例如。 path 是 fullpath 的前 20 项。如果我存储 Int16 “20”，它需要 2 个字节，然后我将成员路径计算为 fullpath.prefix(20)。这也可以对依赖另一个常量字符串的所有其他成员进行。关于 String 与 String.prefix 的性能差异的任何想法？有什么建议吗？

【问题讨论】：

标签： swift performance memory

【解决方案1】：

没有简单的方法来计算一条记录的实际内存需求。正如您所注意到的，数据以多种复杂的方式存储，这令人沮丧。更好的做法是在生成 10 万条真实记录的应用上运行 Instruments 并查看总内存使用情况。

与结构（甚至是纯 Swift 类，但我还是从结构开始）相比，将其设为 NSObject 子类可能会很浪费。

如果您的路径可能很长，您可以通过单独存储目录信息并仅存储名称来节省大量内存。字符串的副本享有写时复制的好处，但恰好相同（但来自不同来源）的字符串不会被重复数据删除。所以如果你有类似的东西：

let directory = "..."
let file1 = File(directory: directory, name: "file1")
let file2 = File(directory: directory, name: "file2")

那么您应该期望目录的两个副本共享存储。如果目录可能很长，这可能很重要。然而：

let file1Name = "longdirectorypath/file1"
let file2Name = "longdirectorypath/file2"
let file1dir = String(file1Name.prefix(dirlen))
let file2dir = String(file2Name.prefix(dirlen))

在这种情况下，您不应该期望 file1dir 和 file2dir 共享存储空间，即使字符串恰好具有相同的值。

或者，如果您将数据存储在树结构中（可能使用 Swift 类，而不是结构），那么您可以避免存储整个路径。只需存储您的父母并通过遍历树来计算路径。

String.prefix 返回一个子字符串，这是一个 O(1) 操作，访问速度非常快。所以这是一个很好的方法，但我认为如果您有多个相同目录路径的副本，成本会更高。

我将探讨initUrl 的 URL 与字符串的成本。我预计 URL 会大一些（如果需要，您可以计算 URL）。

如果您只是要拥有大量随机顺序的 URL，因此很难共享部分字符串，那么我可能只是将 initUrl 存储为字符串，然后将其分割为如果可能，完整路径和路径。只要它们一起存在于一个结构中，您就可以存储一个子字符串（它只是一个范围），或者使用两个整数来指向路径开始和文件名开始。有了这些，您可以计算其余部分。

如果您要预先计算性能，请务必仔细分析以确保成功。使用大量内存也可能会大大降低速度（由于内存分配、位置问题以及处理 RAM 的其他成本）。在时间/空间权衡方面有一个古老的 CS 信念，但在现代系统中通常没有这样的权衡。节省空间也可以以不直观的方式节省时间。个人资料个人资料。

有了这种规模的记录，明智的数据结构和良好的算法变得非常重要。对于这种结构，我肯定会查看 trie 或前缀树。根据我的经验，如果它存在于数组中，我会严重倾向于结构。但对于列表或树状结构，您通常需要 Swift 中的类。

【讨论】：