在 perl 中为数组预分配内存有什么用？

Question

Perl 允许预分配数组。我们可以在使用前预先分配数组，然后我们可以添加更多元素。例如，分配 50 个数组成员然后添加第 51 个成员，因为数组是可扩展的。那么预分配数组会提高性能吗？

Answer 1

这是因为计算机中内存的分配方式。计算机内存就像白板上的空间：它相对于其他内存有一个位置；不能移动，必须复制。

如果你创建一个小数组，它可能看起来像这样：

@array = (1, 4, 8, 12, 19);

allocate memory for @array
______________________|               |______| a b c|__________

copy in the data
______________________|  1  4  8 12 19|______| a b c|__________

_ 是未分配的内存。 | 表示分配给数组的范围。 | a b c| 是其他数组。

然后，如果您向该数组推送几次，Perl 将不得不重新分配内存。在这种情况下，它可以将它已经拥有的内存增长到未分配的空间中。

push @array, 23, 42;

grow the existing memory
______________________|  1  4  8 12 19      | a b c|__________

add the new data
______________________|  1  4  8 12 19 23 42| a b c|__________

现在，如果您将更多数字推送到@array，会发生什么？它不能再增加你的记忆了，还有另一个数组在路上。因此，就像在白板上一样，它必须将整个数组复制到一块清晰的内存中。

push @array, 85, 99;

Allocate a new chunk of memory
|                           |  1  4  8 12 19 23 42| a b c|__________

Copy the existing data
|  1  4  8 12 19 23 42      |  1  4  8 12 19 23 42| a b c|__________

Deallocate the old memory
|  1  4  8 12 19 23 42      |__1__4__8_12_19_23_42| a b c|__________

Add the new data
|  1  4  8 12 19 23 42 85 99|__1__4__8_12_19_23_42| a b c|__________

为了节省时间，Perl 不会费心擦除旧数据。它只会释放它，其他东西可以在需要时在它上面乱写。

这使得推送变得更加昂贵，尤其是对于需要复制更多数据的非常大的数组。随着您的数组变得越来越大，Perl 将不得不分配新的内存块并复制所有内容的可能性越来越大。

还有一个问题：内存碎片。如果您一遍又一遍地分配和重新分配，那么大块内存可能会被切碎，因此很难找到大块可用内存。这在现代操作系统上不是问题，但仍然是一个问题。它会使您的内存看起来比实际内存少，并且可能导致操作系统将磁盘用作内存（虚拟内存）的次数超出应有的程度。磁盘比内存慢。

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我简化了很多事情。我让它看起来每次你push时Perl都必须重新分配。这不是真的。由于这个原因，Perl 为数组分配的内存比它需要的多。因此，您可以安全地向数组中添加一些额外的条目，而无需 Perl 重新分配。字符串和哈希也是如此。

另一件事是，对于现代操作系统上内存分配的工作原理，这可能是一个有点过时的观点……尽管如果 Perl 不信任操作系统，它有时会自己进行内存分配。检查use Config; print $Config{usemymalloc}。 n 表示 Perl 正在使用操作系统的内存分配，y 表示它正在使用 Perl。

经验法则是：不要预先分配，这可能会浪费您的时间和计算机的内存。但是，如果以下条件所有都为真，请查看预分配是否有帮助。

• 你profiled发现了一个问题。
• 您正在通过添加增量来构建数据结构。
• 您肯定知道它的最小最终尺寸。
• 那个尺寸是“大”的。

什么是“大”有待商榷，取决于您的 Perl 版本、操作系统、硬件和性能容差。