Algorithm 有没有办法减少此队列的内存使用？

在C中：

/* i'm using this */

struct QueueItem
    {
    QueueItem* next;
    void* data;
    }

struct Queue
    {
    QueueItem* head;
    QueueItem* tail;
    }

/*
    +---+    +---+
    |0 0|    |* *|  len 1
    +---+    +|-|+
              v v
     len     +---+
      0      |d 0|
             +---+
    
    +---+
    |* *---------...---+
    +|--+              |  len n
     v                 v
    +---+  +---+      +---+
    |a *-->|b *--...->|z 0|
    +---+  +---+      +---+
*/

这为所有推送/弹出/窥视和O（n）遍历提供了O（1），但使用了2+2n内存。 一个朴素的数组版本给出的最小值为2+n（约为最优值），但通常是 更糟糕的是，有时会导致修改花费更长的时间（用于重新分配）

看起来没有办法通过牺牲性能来提高内存使用率，但我想至少把它放在那里，以防有人知道如何解决这个问题

编辑（因为我不能在注释中包含代码）：

---

首先，我认为您忽略了分配队列项目的成本。因此，两种方法之间的分配成本是相同的。（如果有人对内存分配更了解，请说出我的错误。）

您可以这样做，以减少阵列中弹出/未填充项的浪费空间。将列表和数组混合使用。让每个列表节点包含一个大小为K的数组

struct QueueItem
    {
    QueueItem* next;
    void (*data)[K];
    }

struct Queue
    {
    QueueItem* head;
    QueueItem* tail;
    size_t head;
    size_t end;
    }

现在，性能取决于为阵列选择的大小。它越小，浪费的空间就越少。它越大，QueueItem开销占总空间的百分比就越小。如果您知道，比如说，队列的大小通常为N，那么您可以选择K作为N/10。在这种情况下，总内存开销为N/K+4+N。在未使用的元素上，数组中可以浪费的最大空间量为2*K-2

---

使用模式将决定实际性能。但是，如果您可以预测您的使用模式，那么您可以选择一个运行良好的K。甚至可能有一种方法可以为每个节点自适应地选择不同的K，以获得更好的性能，但我认为这是我目前无法做到的。

首先，我认为您忽略了分配队列项的成本。因此，两种方法之间的分配成本是相同的。（如果有人对内存分配更了解，请说出我的错误。）

您可以这样做，以减少阵列中弹出/未填充项的浪费空间。将列表和数组混合使用。让每个列表节点包含一个大小为K的数组

struct QueueItem
    {
    QueueItem* next;
    void (*data)[K];
    }

struct Queue
    {
    QueueItem* head;
    QueueItem* tail;
    size_t head;
    size_t end;
    }

现在，性能取决于为阵列选择的大小。它越小，浪费的空间就越少。它越大，QueueItem开销占总空间的百分比就越小。如果您知道，比如说，队列的大小通常为N，那么您可以选择K作为N/10。在这种情况下，总内存开销为N/K+4+N。在未使用的元素上，数组中可以浪费的最大空间量为2*K-2

---

使用模式将决定实际性能。但是，如果您可以预测您的使用模式，那么您可以选择一个运行良好的K。甚至可能有一种方法可以为每个节点自适应地选择不同的K，以获得更好的性能，但我认为现在我无法做到这一点。

如果您的队列具有最大容量，并且您只操纵其前端或尾部，我将使用一个。下图来自链接站点，说明了圆形阵列背后的理念：

（来源：）

引述：

• 队列的后面是从前面顺时针的某个地方
• 为了使一个元素排队，我们顺时针向后移动一个位置，并在该位置写入元素
• 要退出队列，我们只需顺时针向前移动一个位置
• 当我们排队和退队时，队列以顺时针方向移动 应仔细检查是否有空位和空位

---

使用这种数据结构，您显然无法在已存储的两个连续元素之间插入元素，也无法超过某个最大容量-我希望它能满足您的需要。

如果您的队列具有最大容量，而您仅操纵其前端或尾部，我将使用。下图来自链接站点，说明了圆形阵列背后的理念：

（来源：）

引述：

• 队列的后面是从前面顺时针的某个地方
• 为了使一个元素排队，我们顺时针向后移动一个位置，并在该位置写入元素
• 要退出队列，我们只需顺时针向前移动一个位置
• 当我们排队和退队时，队列以顺时针方向移动 应仔细检查是否有空位和空位

---

使用这种数据结构，您显然不能在已存储的两个连续元素之间插入元素，也不能超过某个最大容量-我希望它能满足您的需要。

此外，

item->head

不必是每个项目，因为除了

q->head

之外，其他所有元素都应该是满的。@David X对注释desync感到抱歉。可能是因为我删除了我的第一个答案。@David X re:

item->head

：很好。根据您的编辑，我们还需要一个

结尾

。我会编辑。@$re:end，也不需要每个项目都编辑。现在我必须再次修改我的答案编辑。哈，我应该在删除第一个答案之前再等待一次投票。我本可以获得一枚“纪律严明”的徽章另外，

item->head

不必是每个项目的，因为除了

q->head

之外，其他所有项目都应该是满的。@David X对注释desync表示抱歉。可能是因为我删除了我的第一个答案。@David X re:

item->head

：很好。根据您的编辑，我们还需要一个

结尾

。我会编辑。@$re:end，也不需要每个项目都编辑。现在我必须再次修改我的答案编辑。哈，我应该在删除第一个答案之前再等待一次投票。我本可以获得一枚“纪律严明”的徽章嗯。在当前的解决方案中，您使用比上一个队列长2倍的数组显示每个新队列项。我不认为这是一个好主意，如果你是弹出项目的队列。现在，你的队列寿命越长，浪费的空间就越多，这与队列在任何时候的大小无关。@cape1232，是的，我仍然在为新结构“让它工作”；稍后我将添加尺寸上限。@$re:尺寸上限，初始尺寸=1怎么样

struct QueueItem
    {
    QueueItem* next;
    void (*data)[K];
    }

struct Queue
    {
    QueueItem* head;
    QueueItem* tail;
    size_t head;
    size_t end;
    }