如何在Objective C中实现循环缓冲区以获得高性能

Question

我们希望每秒多次向Objective C中的循环缓冲区添加一个双精度数组。

我们当前使用的是嵌套在另一个NSMutableArray (2D数组)中的NSMutableArray。这工作得很好，但是对于我们的需求来说太慢了。

我们希望每秒多次添加到循环缓冲区中。当我们这样做并进行性能监控时，我们会看到对removeObjectAtIndex:0的调用变成了一个瓶颈(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。

我们已经考虑了使用STL和std::deque的可能性。我们还研究了CHDataStructures。如你所知，STL是在C++中的，可以集成，但不像Objective C解决方案那样直接。CHDataStructures已经过时，不符合ARC规范。

如果可能，请用代码示例建议我们应该如何实现循环缓冲区(用于我们的双精度数组)以获得高性能。

Answer 1

读完你的评论(并仔细考虑了一下)，我意识到使用常规的NSArray会更好，因为没有内存管理问题(NSArrays会自然地保留它们的对象)。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;
}