12、内存珍贵：空间效率探索

内存珍贵：空间效率探索

在软件开发中，内存的高效利用一直是一个重要的议题。本文将深入探讨几种不同的内存使用方案，分析它们的空间和时间复杂度，以及在不同场景下的应用。

1. Memory3 实现分析

Memory3 基于两个普通数组实现，数组大小分别与容器数量和组数量相等。以下是其在不同场景下的内存需求：
| 场景 | 大小（计算） | 大小（字节） | 参考占比 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1000 个孤立容器 | 4 + 16 + 1000 * 4 + 4 + 16 + 1000 * 4 | 8040 | 7% |
| 100 组，每组 10 个容器 | 4 + 16 + 1000 * 4 + 4 + 16 + 100 * 4 | 4440 | 7% |

移除容器对象能大幅节省内存，且在渐近复杂度方面不会损失性能。但在实际应用中， connect 和 addWater 方法需要遍历所有容器，而之前的实现只需遍历正在处理的组。此外， newContainer 方法由于调用 Arrays.copyOf ，需要线性时间，而之前版本的构造函数是常数时间。

2. Memory4 实现分析

Memory4 是本章的最终实现，每个额外容器仅使用 4 字节，但时间复杂度较高。它使用一个静态数组，每个容器对应一个单元格，具有双重用途：对于某些索引，数组存储同一组中下一个容器的索引；对于没有下一个容器的情况，数组存储该容器（以及同一组中每个容器）的水量。 <