当在进行大量的计算时,提升性能最直接有效的一种方式就是避免重复计算。通过在内存中缓存和重复利用相同计算的结果,称之为内存缓存。最明显的例子就是生成斐波那契数列的程序。
示例:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
| package main
import ( "fmt" "time" )
func main() { result := 0 start := time.Now()
for i := 0; i < 41; i++ { result = fibonacci(i) fmt.Printf("fibonacci(%d) is: %d\n", i, result) }
end := time.Now() delta := end.Sub(start) fmt.Printf("longCalculation took this amount of time: %s\n", delta) }
func fibonacci(n int) (res int) { if n <= 1 { res = 1 } else { res = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2) } return }
|
程序耗时:
...
longCalculation took this amount of time: 2.750569874s
要计算数列中第 n
个数字,需要先得到之前两个数的值,但很明显绝大多数情况下前两个数的值都是已经计算过的。即每个更后面的数都是基于之前计算结果的重复计算。
而我们要做就是将第 n
个数的值存在数组中索引为 n
的位置(详见第 7 章),然后在数组中查找是否已经计算过,如果没有找到,则再进行计算。
示例:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41
| package main
import ( "time" "fmt" )
const LIM = 41
var fibs [LIM]uint64
func main() { var result uint64 = 0 start := time.Now()
for i := 0; i < LIM; i++ { result = fibonacci(i) fmt.Printf("fibonacci(%d) is: %d\n", i, result) }
end := time.Now() delta := end.Sub(start) fmt.Printf("longCalculation took this amount of time: %s\n", delta) }
func fibonacci(n int) (res uint64) { if fibs[n] != 0 { res = fibs[n] return }
if n <= 1 { res = 1 } else { res = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2) } fibs[n] = res
return }
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程序耗时:
...
longCalculation took this amount of time: 69.255µs
下面是计算到第 40 位数字的性能对比:
- 普通写法:2.750569874 秒
- 内存缓存:0.000069255 秒
内存缓存的优势显而易见,而且您还可以将它应用到其它类型的计算中,例如使用 map
而不是数组或切片。
内存缓存的技术在使用计算成本相对昂贵的函数时非常有用(不仅限于例子中的递归),譬如大量进行相同参数的运算。这种技术还可以应用于纯函数中,即相同输入必定获得相同输出的函数。
【转】通过内存缓存来提升性能