如何在C ++中有效地管理内存/时间？

Question

案子：

我用Java编写了一个minimax算法，然后将代码移植到C ++中，并保留了相同的类和方法。 然后我对C ++代码进行了评估，直到通过将delete函数放在析构函数中（如果可能）修复了所有内存泄漏。 修复所有漏洞后，我在井字游戏中测试了该算法，然后将该代码以相同的方式移植到C ++中。 我确定C ++版本的性能会更高，但是我惊讶地发现C ++版本在125秒内解决了100个（非随机）游戏实例，而Java版本在30秒内解决了它们！ 然后，使用系统监视器，我检查了两个程序的内存使用情况：测试结束时Java代码的内存使用率大约增加了20％，而C ++版本的内存仅增加了5％。

然后，在我看来，很明显，此delete策略可以节省内存，但会破坏时间性能，这至少在这种情况下不是我想要的。 是否有另一种删除策略可以更好地设计软件，从而需要较少的运行时间但允许较高的内存使用量？

Answer 1

malloc和delete必须做更多的工作，因为

• 内存不是以多线程方式分配
• 内存不会在内存中连续分配，而是分配给可用内存区域。
• delete在当前线程中执行。
• 对于64位应用程序，您可能会发现内存对齐是16个字节而不是8个字节，从而导致每个分配的填充量更大。

C ++中可能的解决方案

• 不要过多地使用堆，在堆栈上的分配比Java或C ++的堆快得多，并且它是多线程的。
• 尽可能一次分配对象块，例如，对象数组是C ++中的一种分配，而不是Java中的N + 1。
• 使用多线程分配器。 C ++支持多个分配器。
• 使用竞技场分配模式。 如果您的数据结构较大且包含大量节点，则可以一次分配N个节点的块，并在释放此类节点时构建一个空闲节点的链表。 您需要使用节点本身来执行此操作。 在这种方法中，整个数据结构/区域立即被释放。

简而言之，如果您将Java代码直接转换为C ++，则可能会很慢，因为这没有利用C ++允许的所有优化，而Java却没有。

BTW Java 6+使用32位引用来存储多达32 GB的内存。 如果您构建64位C ++应用程序，请查看是否可以选择使用32位指针/引用/索引。

Answer 2

如果您一直在构建一棵树（具有许多动态分配的小节点）并将其拆除，那么最适合垃圾回收的情况。 您可能想将Boehm收集器与C ++一起使用。 （Boehm的基准测试IIRC旨在显示垃圾收集比手动分配更快，它执行的操作与此非常相似：先构建大树，然后将其拆除。）

另外，您可以查看某种内存池。 这不是C ++的初学者技术，但也不是那么困难。 或者，不是删除节点，而是将它们放到空闲列表中，以供以后回收。 （分配时，您首先查看空闲列表，只有在它为空的情况下才调用new 。）或将两者结合。