如何避免内存频繁地申请与释放

 

如何避免内存频繁地申请与释放

 

动态内存申请与释放在很大程度上影响着程序的运行效率，如果频繁地进行内存申请与释放，程序极可能出错，同时给程序造成巨大的负担，因此尽量避免这样的操作是很有意义的。本文讨论一下这个问题。

 

问题描述：

我们写了一个核心函数fun，它的大致形式如下：

void fun(int len, datatype/**//*, 其他参数*/)
...{
    //……
    datatype *tmp = new datatype[len];
    //……
    delete [] tmp;
    //……
}

现在要在另一个函数fun_call中，频繁地调用此函数，它的大致形式如下：

void fun_call(int len, datatype/**//*, …*/)
...{
    //……

    for(int i=0; i<10000; ++i)
    ...{
    //    ……
        fun(len/**//*, …*/);
    //    ……
    }

    //……
}

每调用一次 fun_call，就要进行10000次（概数，只是打个比方）地内存申请与释放，我们的目的是将这10000次的内存申请与释放改进为只进行1次。

 

解决方法：

大体而言，避免内存频繁申请与释放有如下方法：

 

1、静态申请

如果能够预知所要申请的内存大小，可以用静态申请的方法，直接给一块足够大的数组，即在函数fun 中，用datatype tmp[MAX_SIZE] 来代替 操作。但这样做存在如缺点：要估计程序中申请内存的大小，有时是难以办到的，就算能够估计到申请的内存大小，当我们程序中申请内存的大小变化范围特别大时（如1bit~1M），这时如果只须申请1bit的空间，而实际上却用了1M的空间（虽然在栈上），我觉得这样不妥。

 

2、用半自动的内存管理方式

重载 ，一次调用系统提供的new申请大块内存，以后的申请就从这块内存中进行分割，不再调用系统的new。这样做可行，效率有待研究。

 

3、用函数模板

将核心函数fun改成如下形式：

template < int size > 
void fun(datatype/**//*, …*/)
...{
    //……

    datatype tmp[size];

    //……
}

这样做之后，将我们要申请的内存大小作为模板参数传入核心函数 中。它同第1种方法静态申请差不多，但它能缓解1中的内存浪费的缺点，相当于方法1中的MAX_SIZE不是固定的数，而是可变的size。在fun的调用函数fun_call中，调用的形式变为了fun<size>()了，而且模板参数size必须是常的。

 

4、用函数重载

核心函数fun将变为两种形式：

void fun(datatype *media, int len, datatype/**//*, …*/)
...{
    //……
    datatype *tmp = media;
    //……
}

void fun(int len, datatype/**//*, …*/)
...{
    datatype *tmp = new datatype[len];
    fun(tmp, len/**//*, …*/);
    delete [] tmp;
}

然后在调用函数fun_call中，就调用上述第1种定义，其函数形式大致变为：

void fun_call(int len, datatype/**//*, …*/)
...{
    //……
    Datatype *tmp = new datatype[len]
    for(int i=0; i<10000; ++i)
    ...{
    //    ……
        fun(len, tmp/**//*, ……*/);
    //    ……
    }
    Delete [] tmp;
    //……
}

这样一来，10000次的内存申请释放变为了1次。

 

总结：解决方法还有很多，比如使用全局变量，由于全局变量具有诸多不利因素，因此，本文不考虑全局变量。以上只是一些针对内存频繁动态申请和释放的解决思路，抛砖引玉，希望高手指点。