Java性能優化之數據結構實例代碼

2024-07-13 10:15:52

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供稿：網友

—舉例（學生排課）—

正常思路的處理方法和優化過后的處理方法：

比如說給學生排課。學生和課程是一個多對多的關系。

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按照正常的邏輯應該有一個關聯表來維護兩者之間的關系。

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現在，添加一個約束條件用于校驗。如：張三上學期學過的課程，在排課的時候不應該再排這種課程。

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所以需要出現一個約束表（即：歷史成績表）。

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即：學生選課表，需要學生成績表作為約束。

—方案一：正常處理方式—

當一個學生進行再次選課的時候。需要查詢學生選課表看是否已經存在。

即有如下校驗：

//查詢 學生code和課程code分別為 A 和 B的數據是否存在  //list集合中存放 學生選課記錄全部的數據 List<StudentRecordEntity> ListStudentRecord=service.findAll();   //查詢數據，看是否已經存在 StudentRecordEntity enSr=ListStudentRecord.find(s=>s.學生Code==A && s.課程Code==B); If(enSr==null){   //學生沒有選該課程   //.... }else{   //學生已經選過該課程   //.... }

對于上面這種代碼的寫法，非常的簡練。而且也非常易懂。

首先，假設有5000個學生，100門課程。那么對于學生選課的數據集中，數據量將是5000*100.數據量會是十萬級別的數量級。

在十萬條數據中，查詢學生=A課程=B的一條記錄。執行的效率會很低。因為find方法的查詢也就是where查詢，即通過遍歷數據集合來查找。

所以，使用上面的代碼。在數據量逐漸增長的過程中，程序的執行效率會大幅度下降。

ps：數據量增長，在該例子中并不太適合。例子可能不太恰當。總之，大概就是這個意思。）

—方案二：使用內存進行優化效率—

這種做法，需要消耗內存?；蛘哒f把校驗的工作向前做(數據的初始化，在部署系統的過程中進行)。即：在頁面加載的時候數據只調用提供的public方法進行校驗。

//學生Code 到  數組索引 Private Dictionary<string,int> _DicStudentCodeToArrayIndex;//課程Code 到  數據索引 Private Dictionary<string,int> _DicCourseCodeToArrayIndex;//所有學生 List<StudentEntity> ListStudent=service.findAllStudent();//所有課程 List<CourseEntity> ListCourse=service.findAllCourse();//所有 學生選課記錄 List<StudentCourseEntity> ListStudentRecord=service.finAll();Private int[,] _ConnStudentRecord=new int[ListStudent.count,ListCourse.count];//構造 學生、課程的 數組 用于快速查找字典索引 Private void GenerateDic(){	For(int i=0;	i<ListStudent.Count;	i++) 	    _DicStudentCodeToArrayIndex.Add(ListStudent[i].code,i)}For(int i=0;i<ListCourse.Count;i++){	_DicCourseCodeToArrayIndex.Add(ListCourse[i].code,i)}}//構造學生選課 匹配的 二維數組。 1表示 學生已選該課程 Private void GenerateArray(){Foreach(StudentRecordEntity sre in ListStudentRecord){	int x=_DicStudentCodeToArrayIndex[sre.學生Code];	int y=DicCourseCodeToArrayIndex[sre.課程Code];	ConnStudentRecord[x,y]=1;}}//對外公開的方法：根據學生Code 和課程Code 查詢 選課記錄是否存在 /// <returns>返回1 表示存在。返回0表示不存在</returns> Public void VerifyRecordByStudentCodeAndCourseCode(String pStudentCode,String pCourseCode){int x=_DicStudentCodeToArrayIndex[pStudentCode];int y=_DicCourseCodeToArrayIndex[pCourseCode];Return ConnStudentRecord[x,y];}

—性能分析—

分析一下第二種方案的表象。

1、方法很多。

2、使用的變量很多。

首先要說一下。該優化的目的，是提高學生在選課的時候，所出現的卡頓現象（校驗數據量大）。

分別對以上兩種方案進行分析：

假設學生為N，課程為M

第一種方案：

時間復雜度很容易計算第一種方案最小為O（NM）

第二種方案：

1、代碼多。但是給用戶提供的只有一個VerifyRecordByStudentCodeAndCourseCode方法。

2、變量多，因為該方案就是要使用內存提高效率的。