基于抽象迭代器加速设计的想法

Question

在一些 C++ 项目中，我正在处理表示各种性质图形的对象。它们都实现了一个通用的抽象接口，我将在这篇文章中将其简化为一个函数：

class graph {
public:
   ...
   // Create an iterator over the successors of v
   virtual succ_iterator* succ(const vertex* v) const = 0;
   ...
};

succ_iterator 类也是一个抽象类，它可以迭代v 的后继顶点：

class succ_iterator {
public:
   virtual void first() = 0;               // reset the iterator
   virtual void next() = 0;                // move to next successor
   virtual bool done() const = 0;          // no more successor left?
   virtual const vertex* dest() const = 0; // destination vertex
};

因此，在图 g 中对 v 的所有后继者的循环将如下所示：

succ_iterator* i = g->succ(v);
for (i->first(); !i->done(); i->next()) {
   // use i->dest()
}
delete i;

我经常使用这样的循环来实现图形算法。 分析代码表明它花费大量时间为这些微小的迭代器实例分配内存，所以我想听听改进的想法。

不幸的是，我的图表可能有非常不同的实现，因此每个图表可能都有自己的succ_iterator 接口实现。本质上，graph 层次结构中的每个类在succ_iterator 层次结构中都有一个对应的类。例如，可以使用std::vector 实现一个图来显式存储邻接列表（在这种情况下，succ_iterator 是std::vector::const_iterator 之上的一个简单包装器），而另一个图可能是即时计算的（在这种情况下，它的succ_iterator 实例实际上会计算 继任者，因为它的进展）。我不知道编译时图表的性质，所以这排除了基于template 的实现à la STL。

我曾考虑让每个图表处理succ_iterator 池。这似乎需要一个额外的graph::succ_release(succ_iterator*) 方法来将迭代器返回到池中而不是删除它。我见过的大多数池都是在内存级别完成的：即，当你释放一个对象时，它的析构函数被调用，但占用的内存被保留，这样下一个对象将被创建（使用就地构造函数）在同一堵塞。看起来这仍然浪费时间，因为就地构造函数必须设置一个与前一个对象相同的虚拟表指针。我认为在这样的池中，我应该将delete+new 替换为与构造函数具有相同原型的recycle() 方法。由于代码库非常大，这需要更改界面，我想在实现此之前了解其他设计理念或可能的改进。

编辑：我不使用线程。

Answer 1

您可以缓存每个图实例的 succ_iterators 并在需要时查找和重用它们？

//static or member:
std::map<graph*,succ_iterator*> graph_iterator_cache;

但我不知道你是否有线程安全问题。