哨兵节点:思想简单,效果很棒的编程算法

网站建设2年前发布
24 00

别人的经验,我们的阶梯!,今天和同事一起调代码,定位到一处很耗时的地方。,在某个线程中,同步周期需要保证在​​2​​​毫秒(如果耗时不到​​2​​​毫秒,那么就让剩下的时间进行​​sleep​​)。,但是在调用一个模块的内部函数时,时不时的就飘到了​​3~5​​毫秒,时间抖动毫无保证。,后来仔细分析了一下被调用的函数,发现是在查找链表中某个目标节点时,由于目标节点的不确定性,导致耗时飘来飘去。,后来想到是否可以用”哨兵“的思路来解决问题,于是就试了一下,果然有效。,特分享于此,使用​​2​​段代码来看一下代码执行效率的提升。,所谓的哨兵,就是一个标志,一个与查找目标对象一样的操作对象。,以前有一本书中举过这样的一个例子:,假如有​​10000​​​个纸箱,每个箱子里面都有一张纸条,纸条上写有​​1 ~ 10000​​这些数字,数字不会重复。,现在:别人给了一个随机的数字,我们需要在这​​10000​​个箱子里找到与这个数字相同的纸条,找到之后退出操作。,面对这个问题,最直觉的想法就是:从头开始,遍历这​​10000​​个箱子,检查其中的纸条上数字是否与目标相同。,大概就是下面这个样子:,从上面这段示意性代码中可以看出,在​​for​​​循环中主要有​​2​​个比较指令:,为了便于量化问题,我们写一个测试代码,打印出​​for​​循环的时间消耗。,为了便于客观比较,在测试代码中:,测试文件:​​loop1.c​​。,编译:​​gcc loop1.c -o loop1​​。,执行:,耗时大概在​​1350 ~ 1380​​微秒左右。,哨兵算法的主要思想就是:降低在​​for​​循环中的比较操作。,因为纸箱的数量是有限的,上面的代码中,在还没有找到目标数字之前,需要对纸箱的序号进行检查:以免超过了最大的纸箱。,我们可以在最后额外添加一个纸箱,并且在其中存放我们查找的目标数字,额外添加的这个纸箱就叫做​​哨兵​​!,这样的话,在​​for​​循环中,就不需要检查当前这个纸箱序号是否超过了最大的纸箱。,因为:我们在哨兵纸箱中放了被查找的那个数字,所以是一定能够找到目标数字的:,要么是在前面的纸箱中, 要么是在哨兵纸箱中!,因此,在​​for​​循环中,就只需要比较纸条上的数字,而不用比较纸箱的序号是否达到最后一个了。,当找到目标数字之后,唯一要多做的步骤是:检查这个箱子是否为哨兵纸箱。,如果是哨兵纸箱:说明前面的纸箱中没有查找到目标数字。,如果不是哨兵纸箱:说明在前面的纸箱中查找到了目标数字。,测试代码​​loop2.c​​:,编译:​​gcc loop2.c -o loop2​​。,执行:,耗时大概在​​960 ~ 990​​微秒之间。,这篇短文仅仅是用​​for​​循环来讨论哨兵的编程思想。,在其它的一些编程场景中,应用的机会还是挺多的,也能够非常显著的提升代码的执行效率。

© 版权声明

相关文章