示例:通过内存缓存来提升性能 图片看不了?点击切换HTTP 返回上层
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,代码如下所示:
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,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,下面是计算到第 40 位数字的性能对比:
package main
import "fmt"
func main() {
result := 0
for i := 0; i <= 10; i++ {
result = fibonacci(i)
fmt.Printf("fibonacci(%d) is: %d\n", i, result)
}
}
func fibonacci(n int) (res int) {
if n <= 1 {
res = 1
} else {
res = fibonacci(n-1) + fibonacci(n-2)
}
return
}
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,正如上面代码所展示的那样。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,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,下面是计算到第 40 位数字的性能对比:
普通写法:4.730270 秒
内存缓存:0.001000 秒
package main
import (
"fmt"
"time"
)
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) {
// 记忆化:检查数组中是否已知斐波那契(n)
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
}
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。