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  • Vector效率

    自FlashPlayer10伴随着FlashCS4发布时,AS3中就多了一种新的数据类型:Vector
    这里先给不大熟悉Vector的同学们做一下简介(节选并改编自官方文档):

    Vector是一种特殊的数组
    首先,Vector的定义和C语言中“数组”更为接近,即数组的每一个元素都有相同的数据类型。(这就意味着对Vector中元素的访问要经过类型检查)
    其次,Vector是一种密集数组,即每一个索引中必须包含一个值。(可以是null)
    最后,Vector可以随时指定为固定长度的数组。

    由于这些特殊性,Vector便拥有以下几点优势:
    性能:使用 Vector 实例时的组元素的访问和迭代速度比使用 Array 时的要快很多。
    类型安全性:在严格模式下,编译器可以识别数据类型错误。(但当使用 push() 方法或 unshift() 方法向 Vector 添加值时,编译器不会检查参数的数据类型,而是在运行时检查)
    可靠性:相对于 Array,运行时范围检查(或定长检查)极大地提高了可靠性。

    今天我们主要关注的是使用Vector数据类型来优化程序效率。
    对于追求效率的RIA应用,使用Vector来提升效率是一种简单却行之有效的办法,
    然而很多开发者对Vector的了解不够深入,以致未能充分发挥Vector在速度的优势。
    接下来我们便来剖析一下Vector的最佳使用方法。

    注:下文中所有代码的运行环境:FlashPlayer 10.1 & Mac OS X 10.6.4,所有耗时均经过多次统计平均并取整。一、Vector数组的长度应当固定
    Vector类型在AVM中的实现使用的是定长数组,虽然在AS3中其fixed属性默认为false,但仍不建议对Vector数组进行能够更改长度的操作。
    请看以下测试:?

    01 var a:Vector.=new Vector.(1000000);
    02 var b:Vector.=new Vector.(10000000);
    03 var t:Number=getTimer();
    04 for(var k:uint=0;k<9;k+=1){
    05 a.concat(new Vector.(1000000));
    06 }
    07 for(var i:uint=0;i<10000000;i+=1){
    08 a[i]=i;
    09 i=a[i];
    10 }
    11 trace(getTimer()-t);
    12 //////////////////////////////////
    13 t=getTimer();
    14 for(var j:uint=0;j<10000000;j+=1){
    15 b[j]=j;
    16 j=b[j];
    17 }
    18 trace(getTimer()-t);

    同样是对长度为1千万的数组进行操作,前者的耗时在850ms,后者则保持在350ms。
    如果将上述代码中的Vector a使用1千万次push操作来达到1千万的长度,则耗时变为1800ms。
    (事实上,用上述代码对Array进行测试,有同样的耗时比率,所以无论使用哪种数组,都不建议频繁改变其长度)
    至于splice操作的耗时,请参见gskinner的Quick As A Flash: Optimization Strategies for AS3 and Flash可以看到,Vector的splice操作要比Array慢出10倍。二、正向/逆向遍历的速度无差异
    对于Array类型,正向/逆向遍历其元素的速度大约是3:2,即逆向遍历要慢一些,比如以下代码:?

    1 var a:Array=new Array(10000000);
    2 var b:Array=new Array(10000000);
    3 var t:Number=getTimer();
    4 for(var i:uint=0;i<10000000;i+=1){ a[i]=i; i=a[i]; } trace(getTimer()-t); ////////////////////////////////// t=getTimer(); for(var j:uint=9999999;j>0;j-=1){
    5 b[j]=j;
    6 j=b[j];
    7 }
    8 trace(getTimer()-t);

    前者的耗时约是1000ms,后者则是1500ms。
    而对于Vector,这种正向/逆向间的速度差异不存在。(有兴趣可以自行修改上面代码进行测试,此处作为结论给出)三、使用Vector储存基元类型的数据时,才能充分发挥Vector的效率优势
    AS3内的数据类型分为基元类型和引用类型两种,对于这两种不同类型的数据,使用Vector的效率也是不同的。(需要指出的是,这两种类型在AS3中本质都是引用类型,只不过前者是不变对象,后者是可变对象)
    首先是储存基元类型数据时,Vector与Array的读写效率对比:?

    01 var a:Vector.=new Vector.(10000000);
    02 var b:Array=new Array(10000000);
    03 var t:Number=getTimer();
    04 for(var i:uint=0;i<10000000;i+=1){
    05 a[i]=i;
    06 i=a[i];
    07 }
    08 trace(getTimer()-t);
    09 //////////////////////////////////
    10 t=getTimer();
    11 for(var j:uint=0;j<10000000;j+=1){
    12 b[j]=j;
    13 j=b[j];
    14 }
    15 trace(getTimer()-t);

    使用Vector耗时在400ms左右,而使用Array则是1200ms。
    可见在使用基元类型时,Vector的访问速度相比Array有三倍(以上)的优势。
    接下来看看储存引用类型数据时的效率对比:
    二者的耗时基本一样,经过多次平均,Array耗时要比Vector多3%~8%,速度上仍然不及Vector,如非对效率要求极高,基本可以忽略。
    最后对使用String类型的情况进行了单独测试,与引用类型下的表现结果一致。
    四、注意索引的数据类型
    很多开发者会忽略一个细节,那就是在AS3中“看起来是整数的”不一定就是整数类型。
    请看以下的代码段:

    01 var a:Vector.=new Vector.(10000000);
    02 var t:Number=getTimer();
    03 for(var i:uint=0;i<10000000;i+=1){
    04 a[i*2/2]=i;
    05 i=a[i*2/2];
    06 }
    07 trace(getTimer()-t);
    08 //////////////////////////////////
    09 t=getTimer();
    10 for(var j:uint=0;j<10000000;j+=1){
    11 a[uint(j*2/2)]=j;
    12 j=a[uint(j*2/2)];
    13 }
    14 trace(getTimer()-t);
    15 //////////////////////////////////
    16 t=getTimer();
    17 for(var k:uint=0;k<10000000;k+=1){ a[(k*2/2)>>0]=k;
    18 k=a[(k*2/2)>>0];
    19 }
    20 trace(getTimer()-t);
    21 //////////////////////////////////
    22 t=getTimer();
    23 var n:uint;
    24 for(var q:uint=0;q<10000000;q+=1){
    25 n=(q*2/2);
    26 a[n]=q;
    27 q=a[n];
    28 }
    29 trace(getTimer()-t);

    四种方式的耗时分别是1100ms,750ms,650ms,550ms,当然,最后一种由于只计算了一次,不具可比性。(如果同样计算两次,则是750ms)
    这里测试用的是乘法和除法,另经测试,+1/-1的结果也是一样。
    所以这里特地提一下,如果一定要把算式直接写在索引的位置,要使用位运算将其转化为整数。
    关于AS3效率优化中Vector的使用,目前我能想到的就是这四点。(不排除以后想起来了再更新)
    希望能对各位有所帮助。

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