Link节点类的改进——通过构建freelist自行管理内存

转自：http://www.cnblogs.com/liushang0419/archive/2011/05/29/2061571.html

在书中看到一有趣的东西，叫做freeList，无非就是优化Link节点类，是的new Link操作跑的更快 ！方法是重载运算符，重新定义new，和delete方法。英文书，原理细节描述不清，我的大致理解是，new操作的时候，要跑到内存中去取一块内存单元，CPU在跑着程序，如果能从较近的地方取内存肯定要比去远的地方要好的多。于是，就采取自行管理链表所需内存的方式，定义一freeList链表，为Link类的静态成员变量，初始值为NULL，表示没有“近内存”。调用new方法的时候，如果freelist不为空，那么就在freelist中取一块内存（近内存），如果为NULL，那么只能调用原new操作符，调用“远内存”。调用delete方法的时候，释放的内存不丢弃，而是把它加载到freelist中，供程序之后重新使用。这样的话，程序的运行就可以在小范围内存区域中存取，那么注定要比系统定义的new delete方法要快得多吧...

具体实现代码如下

 

//自行管理的Link类
//即重写new,delete函数
class Link{
private:
    //因为所有连接共用一个freelist，所以必须定义为静态的
    static Link<Elem>* freeList;//Head
public:
    Elem element;//该节点的值
    Link *next;

    Link(Elem elemval,Link *nextval = NULL){
        element = elemval;
        next = nextval;
    }
    Link(Link *nextval = NULL){
        next = nextval;
    }
    void* operator new(size_t);     //Overload
    void operator delete(void *);  //Overload
};
//静态变量的初始化
template<class Elem>
Link<Elem>* Link<Elem>::freeList = NULL;
//重载new运算符
template<class Elem>
void* Link<Elem>::operator new(size_t){
    if(freeList==NULL) return ::new Link;

    Link<Elem>* temp = freeList;//Reuse
    freeList = freeList->next;
    return temp;    //Return the Link
}
template<class Elem>
void Link<Elem>::operator delete(void *ptr){
    ((Link<Elem>*)ptr)->next = freeList;
    freeList = (Link<Elem>*)ptr;
}