如何在C ++中有效地管理內存/時間？

Question

案子：

我用Java編寫了一個minimax算法，然后將代碼移植到C ++中，並保留了相同的類和方法。 然后我對C ++代碼進行了評估，直到通過將delete函數放在析構函數中（如果可能）修復了所有內存泄漏。 修復所有漏洞后，我在井字游戲中測試了該算法，然后將該代碼以相同的方式移植到C ++中。 我確定C ++版本的性能會更高，但是我驚訝地發現C ++版本在125秒內解決了100個（非隨機）游戲實例，而Java版本在30秒內解決了它們！ 然后，使用系統監視器，我檢查了兩個程序的內存使用情況：測試結束時Java代碼的內存使用率大約增加了20％，而C ++版本的內存僅增加了5％。

然后，在我看來，很明顯，此delete策略可以節省內存，但會破壞時間性能，這至少在這種情況下不是我想要的。 是否有另一種刪除策略可以更好地設計軟件，從而需要較少的運行時間但允許較高的內存使用量？

Answer 1

malloc和delete必須做更多的工作，因為

• 內存不是以多線程方式分配
• 內存不會在內存中連續分配，而是分配給可用內存區域。
• delete在當前線程中執行。
• 對於64位應用程序，您可能會發現內存對齊是16個字節而不是8個字節，從而導致每個分配的填充量更大。

C ++中可能的解決方案

• 不要過多地使用堆，在堆棧上的分配比Java或C ++的堆快得多，並且它是多線程的。
• 盡可能一次分配對象塊，例如，對象數組是C ++中的一種分配，而不是Java中的N + 1。
• 使用多線程分配器。 C ++支持多個分配器。
• 使用競技場分配模式。 如果您的數據結構較大且包含大量節點，則可以一次分配N個節點的塊，並在釋放此類節點時構建一個空閑節點的鏈表。 您需要使用節點本身來執行此操作。 在這種方法中，整個數據結構/區域立即被釋放。

簡而言之，如果您將Java代碼直接轉換為C ++，則可能會很慢，因為這沒有利用C ++允許的所有優化，而Java卻沒有。

BTW Java 6+使用32位引用來存儲多達32 GB的內存。 如果您構建64位C ++應用程序，請查看是否可以選擇使用32位指針/引用/索引。

Answer 2

如果您一直在構建一棵樹（具有許多動態分配的小節點）並將其拆除，那么最適合垃圾回收的情況。 您可能想將Boehm收集器與C ++一起使用。 （Boehm的基准測試IIRC旨在顯示垃圾收集比手動分配更快，它執行的操作與此非常相似：先構建大樹，然后將其拆除。）

另外，您可以查看某種內存池。 這不是C ++的初學者技術，但也不是那么困難。 或者，不是刪除節點，而是將它們放到空閑列表中，以供以后回收。 （分配時，您首先查看空閑列表，只有在它為空的情況下才調用new 。）或將兩者結合。