如何在 Objective C 中实现循环缓冲区以获得高性能

Question

我们想要每秒多次 Objective C 将双精度数组添加到循环缓冲区。

我们目前正在使用嵌套在另一个 NSMutableArray（二维数组）中的 NSMutableArray。这工作正常，但对我们的需求来说太慢了。

我们想每秒多次添加到循环缓冲区。当我们这样做并进行性能监控时，我们看到对 removeObjectAtIndex:0 的调用成为瓶颈（移动 n-1 个对象或 O(n-1)）。这是因为我们的循环缓冲区中有数千个条目。

我们已经考虑过使用 STL 和 std::deque 的可能性。我们还查看了 CHDataStructures。如您所知，STL 位于 C++ 中并且可以集成，但不像 Objective C 解决方案那样直接。 CHDataStructures 已过时且不符合 ARC。

如果可能的话，请用代码示例建议我们应该如何实现一个循环缓冲区（用于我们的双精度数组）以实现高性能。

Answer 1

阅读了您的评论（并进一步考虑）后，我意识到使用常规 NSArray 会更好，因为没有内存管理问题（NSArray 自然保留其对象）。只需预先定义容量，以避免它在运行时必须重新分配内存。调用[self resetBuffer]将快速释放所有数据并重新开始。

#define BUFFER_SIZE 1000

@implementation ViewController {
    NSMutableArray *circularBuffer;
    NSUInteger bufferHead;
}

- (instancetype)initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
    if (self = [super initWithCoder:aDecoder]) {
        [self resetBuffer];
    }
    return self;
}

- (void)addArrayToBuffer:(NSMutableArray *)incoming {

    if (bufferHead < circularBuffer.count)
        [circularBuffer replaceObjectAtIndex:bufferHead withObject:incoming];
    else
        [circularBuffer addObject:incoming];

    bufferHead = (bufferHead + 1) % BUFFER_SIZE;
}

- (NSArray *)bufferContent {

    if (circularBuffer.count < BUFFER_SIZE) {
        return circularBuffer;
    } else {
        NSArray *arrHead = [circularBuffer objectsAtIndexes:[NSIndexSet indexSetWithIndexesInRange:NSMakeRange(0, bufferHead)]];
        NSArray *arrTail = [circularBuffer objectsAtIndexes:[NSIndexSet indexSetWithIndexesInRange:NSMakeRange(bufferHead, BUFFER_SIZE-bufferHead)]];

        return [arrTail arrayByAddingObjectsFromArray:arrHead];
    }
}

- (void)resetBuffer {
    circularBuffer = [NSMutableArray arrayWithCapacity:BUFFER_SIZE];
    bufferHead = 0;
}

如何在 Objective C 中实现循环缓冲区以获得高性能

How to implement circular buffer in Objective C for high performance

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circular-buffer

nsmutablearray

chdatastructures

stddeque