再談 BigInteger 優化

2021-09-05 23:30:51 字數 2727 閱讀 9642

在上篇隨筆「** gethashcode」中，我實現了乙個新的 skyiv.numeric.biginteger.gethashcode 方法：

public override int gethashcode()


return n * 0x5d588b65;


}
上述**比較優雅，但是在 for 迴圈中的三個 if 語句其實可以提到 for 迴圈外面的，如下所示：

public override int gethashcode()


return n * 0x5d588b65;


}
雖然以上**不那麼優雅，有重複的「壞味道」，但是效率更高了。我們來實際測試一下吧：

using system;


using system.diagnostics;


using 


biginteger = skyiv.numeric.biginteger;


namespace skyiv


catch (exception ex)


}static void testgethashcode(biginteger n, bool isfast)


static void writeline(string item, int value, timespan span)


: elapsed: ", item, value, span.totalseconds);}}}
測試結果如下所示：

e:\cs\biginteger> biginteger 600000000


parse digits: 600,000,000 elapsed: 254.8271638


fast hashcode: 353,915,569 elapsed: 1.5341352


****** hashcode: 353,915,569 elapsed: 1.7766916
首先使用 biginteger.parse 方法生成乙個有六億位數字的整數(用時 254.83 秒)，然後：

可見，新的 gethashcode 方法的效率的確更高，但是提高的幅度也不多，而且還損失了**的優雅性。

怎麼 biginteger.parse 方法耗時這麼多？去看看源程式：

public static 


biginteger parse(string s)
這個 parse 方法中耗時最多的就是 for 迴圈，於是，改寫這個 for 迴圈，用簡單的數學計算代替費時的 byte.parse 方法，如下所示：

for (; i < z.data.length; i++, r += len) z.data[i] = (byte)((s[r] - '0') * 10 + (s[r + 1] - '0'));
然後重新執行測試程式，結果如下：

e:\cs\biginteger> biginteger 600000000


parse digits: 600,000,000 elapsed: 11.0663091


fast hashcode: 353,915,569 elapsed: 1.5217181


****** hashcode: 353,915,569 elapsed: 1.7744348
結果用時從 254.83 秒下降到 11.07 秒，效率得到了極大地提高，而且**還保持了優雅。這是一次非常成功的優化。 :)

這兩次測試的 cpu 占用和記憶體使用情況如下所示：

接著，我們來看看 tostring 方法：

public override string tostring()
這也可以優化如下：

public override string tostring()


return sb.tostring();


}public int length


}
下面是優化之前測試結果：

e:\cs\biginteger> biginteger 100000000


tostring digits: 100,000,000 elapsed: 99.4138987


fast hashcode: 1,470,973,525 elapsed: 0.2504019


****** hashcode: 1,470,973,525 elapsed: 0.2944836
優化之後：

e:\cs\biginteger> biginteger 100000000


tostring digits: 100,000,000 elapsed: 10.1196895


fast hashcode: 1,470,973,525 elapsed: 0.2530704


****** hashcode: 1,470,973,525 elapsed: 0.2957576
可以看出，呼叫 tostring 方法將乙個有一億位數字的整數輸出，耗時從原來的 99.41 秒下降到優化後的 10.12 秒，效果很是顯著。不但如此，優化後的 tostring 方法記憶體占用也大為減少。

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