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小明思考

高性能服務器端計算
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C++性能優(yōu)化實踐2---選擇合適的容器

Posted on 2006-01-05 13:07 小明 閱讀(1517) 評論(1)  編輯 收藏 引用 所屬分類: C/C++
有很多性能問題,在系統(tǒng)使用的初期,不大能看出來,因為使用量的很小。隨著系統(tǒng)的不斷深入使用,性能問題才出現(xiàn),尤其是那種24*7都要不停運行的程序。

下面的一個例子,是經(jīng)常在項目中都會用到的.ini配置文件生成和解析的過程
比如

[section1]
   key1 = value1 ;here is comment
   key2 = value2
[section2]
   key3 = value3
   key4 = value4

當然WinAPI也提供了WritePrivateProfileString,GetPrivateProfileString兩個API來讀寫這種文件格式,但是
每次使用都會打開文件來讀寫,性能非常低,只適用于小規(guī)模的數(shù)據(jù)讀寫。

看我們的代碼:
#define _TD_INI_H_

#include 
<list>
#include 
<fstream>
using namespace std;
class KEV_VALUE
{
public:
        KEV_VALUE(){m_bIsGarbage
=FALSE;m_bSingleLine=FALSE;};
        
virtual ~KEV_VALUE(){};
        
string m_key;
        
string m_value;
        BOOL m_bIsGarbage;
        BOOL m_bSingleLine;
};
typedef list
<KEV_VALUE> LIST_KEY_VELUE;

class SECTION
{
public:
        SECTION(){};
        
virtual ~SECTION(){};
        
string m_section;
        LIST_KEY_VELUE m_listKeyValue;
};
typedef list
<SECTION> LIST_SECTION;

class CTDIni  
{
public:
        CTDIni( 
void );
        
virtual ~CTDIni( void );
        BOOL UpdateData( BOOL bSave
=true );
        
void SetFileName( const CHAR *lpstrFileName );
        BOOL GetLastSectionName( 
string& str );
        BOOL AddSection( 
const CHAR *lpstrSection );
        BOOL DeleteSection( 
const CHAR *lpstrSection);
        BOOL ReadSection( 
const CHAR *lpszSection, string& str );        
        BOOL SetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const CHAR *lpstrValue );
        BOOL SetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const INT32 nValue );
        BOOL GetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, CHAR *lpstrValue );
        BOOL DeleteKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey );
        BOOL ChangeKeyName( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKeyOld, const CHAR *lpstrKeyNew );
        BOOL ChangeSectionName( 
const CHAR *lpstrSectionOld, const CHAR *lpstrSectionNew );
private:
        LIST_SECTION m_sections;
        
string m_strFileName;
        BOOL AddGarbage( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrGarbage, BOOL bSingleLine=FALSE );
};

#endif // !defined(_TD_INI_H_)

這個是解析類的聲明,重要的是它的數(shù)據(jù)結構,它采用了兩級鏈表的結構,第一級是所有section的list,第二級是section下面的key-value的list.
下面是其中的實現(xiàn)代碼片斷

BOOL CTDIni::SetKeyValue( const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const CHAR *lpstrValue )
{
        LIST_SECTION::iterator i;
        
for( i = m_sections.begin(); i != m_sections.end(); i++ )
        {
                
if( (*i).m_section == lpstrSection )
                {
                        LIST_KEY_VELUE::iterator j;
                        
for( j = (*i).m_listKeyValue.begin(); j != (*i).m_listKeyValue.end(); j++ )
                        {
                                
if( (*j).m_key == lpstrKey )
                                {
                                        (
*j).m_value = lpstrValue;
                                        
return TRUE;
                                }
                        }

                        KEV_VALUE tmp;
                        tmp.m_key 
= lpstrKey;
                        tmp.m_value 
= lpstrValue;
                        (
*i).m_listKeyValue.push_back( tmp );
                        
return TRUE;
                }
        }
        
return FALSE;
}

上面的一個方法是添加一個值到配置中去,它的算法是首先查找它所在的section,然后查找所在的key,
最后決定是insert還是update.

這樣性能問題就來了,當數(shù)據(jù)不斷增加,SetKeyValue所需要的時間呈N*N的方式增長。很可怕。CPU的占用率也會跑到很高。

最后,我們不得不進行優(yōu)化,因為在我們的項目中,不存在相同的section,也沒有相同的key,所以我們使用map,使得查找時間變成常數(shù)級別。(即使有相同的key&section,也可以使用multimap)

優(yōu)化后的數(shù)據(jù)結構是這樣的

#include <string>
#include 
<stdio.h>
#include 
<list>
#include 
<map>
#include 
<fstream>

using namespace std;

struct VELUE
{
        
string m_value;
        BOOL m_bIsGarbage;
        BOOL m_bSingleLine;
};

typedef std::map
<std::string,VELUE> MAP_KEY_VELUE;

typedef std::map
<std::string,MAP_KEY_VELUE>  MAP_SECTION;

class CTDIni  
{
public:
        CTDIni( 
void );
        
virtual ~CTDIni( void );

        BOOL UpdateData( BOOL bSave
=true );

        
void SetFileName( const CHAR *lpstrFileName );

        BOOL GetLastSectionName( 
string& str );

        BOOL AddSection( 
const CHAR *lpstrSection );
        BOOL DeleteSection( 
const CHAR *lpstrSection);
        BOOL ReadSection( 
const CHAR *lpszSection, string& str );        
        BOOL IsExistSection( 
const CHAR *lpstrSection);

        BOOL SetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const CHAR *lpstrValue );
        BOOL SetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const INT32 nValue );
        BOOL GetKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, CHAR *lpstrValue );
        BOOL DeleteKeyValue( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey );
        BOOL ChangeKeyName( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKeyOld, const CHAR *lpstrKeyNew );
        BOOL ChangeSectionName( 
const CHAR *lpstrSectionOld, const CHAR *lpstrSectionNew );
private:
        MAP_SECTION m_sections;
        
string m_strFileName;
        BOOL AddGarbage( 
const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrGarbage, BOOL bSingleLine=FALSE );
};


SetKeyValue那個方法的實現(xiàn)是這樣:
BOOL CTDIni::SetKeyValue( const CHAR *lpstrSection, const CHAR *lpstrKey, const CHAR *lpstrValue )
{
        MAP_SECTION::iterator i;
        MAP_KEY_VELUE::iterator j;

        i 
= m_sections.find(lpstrSection);
        
if ( i == m_sections.end())
        {
                
return FALSE;
        }

        j 
= i->second.find(lpstrKey);
        
if( j != i->second.end()) //update
        {
                j
->second.m_value = lpstrValue;
        }
        
else //insert
        {
                VELUE tmp;
                tmp.m_value 
= lpstrValue;
                tmp.m_bSingleLine 
= false;
                tmp.m_bIsGarbage 
= false;
                i
->second[lpstrKey] = tmp;
        }
        
return TRUE;
}

兩者的性能差距有多大?超過你的想象

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2006-01-07 10:33 by 力為
Ogre中的配置文件基本上也是按照這種方式組織的。看來在實際項目中std::map的作用大的很。:)
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