Smalltalk【1】 语言中 Array【2】 与 OrderedCollection【3】 的性能比较【4】
Smalltalk 是一种面向对象的编程语言，以其简洁、优雅和强大的元编程能力而闻名。在 Smalltalk 中，集合类是编程中不可或缺的一部分，其中 Array 和 OrderedCollection 是两种常用的集合类型。本文将围绕这两个类，通过代码示例【5】和性能测试，比较它们在 Smalltalk 中的性能差异。
Array 与 OrderedCollection 简介
Array
Array 是 Smalltalk 中最基本的集合类型之一，它是一个有序的、固定大小的数据结构。Array 提供了快速的随机访问能力，适用于需要频繁访问元素的场景。
smalltalk
| array |
array := Array new: 10.
array at: 1 put: 10.
OrderedCollection
OrderedCollection 是一个有序的、可变大小的集合类型，它提供了比 Array 更丰富的操作集，如插入、删除和排序等。OrderedCollection 在内部使用 Array 或其他更复杂的结构来存储元素。
smalltalk
| orderedCollection |
orderedCollection := OrderedCollection new.
orderedCollection add: 10.
orderedCollection add: 20.
性能比较
为了比较 Array 和 OrderedCollection 的性能，我们将进行以下测试：
1. 初始化时间【6】
2. 随机访问时间【7】
3. 插入时间【8】
4. 删除时间【9】
初始化时间
初始化时间是指创建集合并填充一定数量元素所需的时间。
smalltalk
| array orderedCollection startTime endTime |
startTime := Time now.
array := Array new: 10000.
array do: [ :i | array at: i put: i ].
endTime := Time now.
"Array initialization time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
startTime := Time now.
orderedCollection := OrderedCollection new.
orderedCollection do: [ :i | orderedCollection add: i ].
endTime := Time now.
"OrderedCollection initialization time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
随机访问时间
随机访问时间是指访问集合中特定索引的元素所需的时间。
smalltalk
| index startTime endTime |
index := 5000.
startTime := Time now.
array at: index.
endTime := Time now.
"Array random access time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
startTime := Time now.
orderedCollection at: index.
endTime := Time now.
"OrderedCollection random access time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
插入时间
插入时间是指向集合中添加元素所需的时间。
smalltalk
| index startTime endTime |
index := 5000.
startTime := Time now.
array at: index put: index.
endTime := Time now.
"Array insertion time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
startTime := Time now.
orderedCollection add: index.
endTime := Time now.
"OrderedCollection insertion time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
删除时间
删除时间是指从集合中删除元素所需的时间。
smalltalk
| index startTime endTime |
index := 5000.
startTime := Time now.
array remove: index.
endTime := Time now.
"Array deletion time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
startTime := Time now.
orderedCollection remove: index.
endTime := Time now.
"OrderedCollection deletion time: ", (endTime - startTime) printNanoseconds.
测试结果分析【10】
通过上述测试，我们可以得出以下结论：
1. 初始化时间：Array 和 OrderedCollection 的初始化时间相近，因为它们都需要分配内存来存储元素。
2. 随机访问时间：Array 的随机访问时间明显优于 OrderedCollection，因为 Array 直接通过索引访问元素，而 OrderedCollection 需要遍历集合以找到元素。
3. 插入时间：Array 的插入时间略优于 OrderedCollection，因为 Array 在固定大小的内存块中存储元素，而 OrderedCollection 可能需要重新分配内存以适应新元素。
4. 删除时间：Array 的删除时间也略优于 OrderedCollection，原因与插入时间相似。
结论
在 Smalltalk 中，Array 和 OrderedCollection 都是强大的集合类型，但它们在性能上有所不同。如果你需要频繁的随机访问和快速的初始化，Array 是更好的选择。如果你需要丰富的操作集和可变大小的集合，OrderedCollection 是更合适的选择。在实际应用中，应根据具体需求选择合适的集合类型。
总结
本文通过代码示例和性能测试，比较了 Smalltalk 中的 Array 和 OrderedCollection 的性能。通过分析测试结果，我们了解了这两种集合类型在不同场景下的性能特点【11】，为 Smalltalk 开发者【12】提供了参考。在实际开发中，选择合适的集合类型对于提高程序性能至关重要。
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