java 空间换时间_java优化3_空间与时间互换相关

傷城~ 2022-11-05 03:23 197阅读 0赞

Java优化中的时间换空间

由于系统资源是有限的，为了在有限的资源内，达成某些特定的性能目标，就需要使用时间换空间或者空间换时间的方法。

时间换空间通常用于嵌入式设备，或者内存、硬盘空间不足的情况。通过使用牺牲CPU的方式，获得原本需要更多内存或者硬盘空间才能完成的工作。

下例是一个非常简单的时间换空间的算法，实现了a、b两个变量的值交换。交换两个变量最常用的方法是使用一个中间变量，而引入额外的变量意味着要使用更多的空间。采用下面的方法，则可以免去中间变量，而达到变量交换的目的，其代价则是引入了更多的CPU运算。

aa=a+b;

b=a-b;

aa=a-b;

另一个较为有用的例子是对无符号整数的支持。在Java语言中，不支持无符号整数，这意味着当需要无符号的byte时，需要使用short代替，这也意味着空间的浪费。下例使用位运算模拟无符号byte.虽然在取值和设值过程中，需要更多的CPU运算，但是，却可以大大降低对内存空间的需求。

注意：性能优化的关键在于掌握各部分组件的性能平衡点。如果系统CPU资源有空闲，但是内存使用紧张，便可以考虑使用时间换空间的策略，达到整体性能的改良。反之，CPU资源紧张，内存资源有空闲，则可以使用空间换时间的策略，提升整体性能。(总之，优化可能是决定一款软件成功与否的关键，节选自《Java程序性能优化--让你的Java程序更快、更稳定》)

Java优化中的空间换时间

与时间换空间的方法相反，空间换时间则是尝试使用更多的内存或者磁盘空间换取CPU资源或者网络资源等，通过增加系统的内存消耗，来加快程序的运行速度。

这种方法的典型应用就是缓存。缓存是一块额外的系统内存区，如果没有缓存，程序依然可以正常工作。但是，在一般情况下，缓存中总是保存那些来之不易的数据，重新取得这些数据会花费大量的资源和时间。而通过缓存这块额外的内存，避免了频繁的资源消耗，加快了程序的运行速度。

空间换时间是一种软件设计思路，除了缓存外，在一些算法中，也可以使用这样的技术。以下代码是典型的空间换时间排序方法：

public class SpaceSort \{

public static int arrayLen = 1000000;

public static void main(String\[\] args) \{

int\[\] a = new int\[arrayLen\];

int\[\] old = new int\[arrayLen\];

Map map = new HashMap()；

int count = 0;

while (count < a.length) \{ //初始化数组数据

int value = (int) (Math.random() \* arrayLen \* 10) + 1;

if (map.get(value) == null) \{

map.put(value, value)；

a\[count\] = value;

count++;

\}

\}

System.arraycopy(a, 0, old, 0, a.length)； //这里只是为了保存原有数组

long start = System.currentTimeMillis()；

Arrays.sort(a)；

System.out.println("Arrays.sort spend:"+ (System.currentTimeMillis() - start) + " ms")；

System.arraycopy(old, 0, a, 0, old.length)； //恢复原有数据

start = System.currentTimeMillis()；

spaceToTime(a)；

System.out.println("spaceToTime spend:"+ (System.currentTimeMillis()

\- start) + " ms")；

\}

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