Ускорение вставки элементов в массив: оптимизация для миллионов записей в Delphi

Delphi , Синтаксис , Массивы

Вопрос, поднятый пользователем, касается эффективности вставки элементов в динамический массив в среде Delphi, когда количество элементов достигает нескольких миллионов. Вставка элементов в массив традиционным способом может быть неэффективной из-за необходимости сдвига элементов при добавлении нового элемента в произвольную позицию.

Оригинальный заголовок:

Как эффективно работать с множественными вставками в массив?

Описание проблемы (вопрос):

У пользователя есть динамически выделенный массив целых чисел, в который нужно вставлять целые числа в произвольные позиции. Количество элементов превышает 2,5 миллиона. Текущий код для вставки элементов выглядит следующим образом:

type
  TIntegerArr = array of Integer;
var
  FCount: Integer;
  FSortedList: TIntegerArr;
procedure Insert(_Value: Integer; _InsertPos: integer);
var
  OldList: TIntegerArr;
begin
  // ... (код, который выделяет память и сдвигает элементы)
end;

Пользователь отмечает, что использование временного списка и функции Move для перемещения данных уже значительно улучшило производительность, так как это предотвращает копирование массива при его увеличении. Однако в худшем случае, когда элемент вставляется в начало массива, все существующие элементы все равно сдвигаются.

Подтвержденный ответ:

Пользователь предлагает несколько возможных решений, включая введение смещения в начале массива, что позволит сдвигать элементы только при достижении определенного порога, а также рассмотрение использования разреженного массива. Однако в альтернативном ответе пользователь упоминает, что переход на использование компонента StColl из библиотеки TurboPower SysTools значительно улучшил производительность, сократив время выполнения программы с 2 часов до менее чем половины часа.

Альтернативный ответ:

Пользователь также обсуждает возможность использования других контейнеров, таких как связанные списки, которые могут быть более эффективными для операций вставки. В комментариях упоминается, что использование разреженного массива может быть неподходящим, так как пользователю нужен контейнер, похожий на массив для хранения целых чисел с возможностью эффективной вставки элементов.

Статья:

При работе с массивами в Delphi при большом количестве элементов может возникнуть проблема с производительностью при вставке новых элементов. Обычный подход подразумевает выделение нового блока памяти и копирование существующих элементов, что может быть очень ресурсоемкой операцией.

Оптимизация с помощью смещения

Одним из способов ускорить вставку элементов в массив является использование смещения. Смещение позволяет отложить необходимость сдвига всех элементов до тех пор, пока смещение не достигнет нуля. При достижении нулевого смещения производится перераспределение памяти и сдвиг элементов.

if FOffset = 0 then
begin
  // Перераспределение памяти
  SetLength(FSortedList, FCount + 100);
  // Сдвиг элементов
  Move(@FSortedList[1], @OldList[0], _InsertPos * SizeOf(Integer));
  FOffset := Length(FSortedList);
end;
Dec(FOffset);
FSortedList[FOffset] := _NewValue;

Использование разреженных массивов

Разреженные массивы позволяют хранить элементы только в тех позициях, где они действительно существуют, оставляя пустые места для будущих вставок. Это может быть реализовано с помощью специальных структур данных, таких как StColl из TurboPower SysTools.

Пример использования StColl

Для использования StColl необходимо включить соответствующие файлы из библиотеки TurboPower SysTools в свой проект и заменить стандартный массив на StColl.

uses
  StBase, StColl, StConst, StList, StDefine;

type
  TIntegerCollection = class(TCustomStCollection)
  end;

var
  FIntegerCollection: TIntegerCollection;

Инициализация и использование

Инициализируйте коллекцию и используйте её методы для вставки и получения элементов.

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  FIntegerCollection := TIntegerCollection.Create;
  // ...
end;

procedure TForm1.InsertValue(Value: Integer; Position: Integer);
begin
  // Вставка значения в коллекцию
  FIntegerCollection.Add(Value, Position);
end;

Переход на использование разреженных массивов может значительно улучшить производительность, особенно при работе с миллионами записей.

Заключение

Для ускорения вставки элементов в массив в среде Delphi при большом количестве записей можно использовать смещение или разреженные массивы. Смещение позволяет отложить сдвиг элементов, а разреженные массивы, такие как StColl, предоставляют эффективный способ хранения и вставки элементов без необходимости сдвига существующих данных. Выбор метода зависит от конкретных требований и условий использования.

Создано по материалам из источника по ссылке.

Вопрос связан с повышением эффективности вставки элементов в динамический массив в среде разработки Delphi при работе с большим количеством элементов, достигающим нескольких миллионов.

Комментарии и вопросы

Получайте свежие новости и обновления по Object Pascal, Delphi и Lazarus прямо в свой смартфон. Подпишитесь на наш Telegram-канал delphi_kansoftware и будьте в курсе последних тенденций в разработке под Linux, Windows, Android и iOS

:: Главная :: Массивы ::