Swift中的Mutable Array字典由于值执行速度非常慢？如何优化或正确构建？

Question

我正在尝试在Swift中构建一个数据结构，该数据结构将一个Integer映射到一个对象数组（一个以int为键，而array为值的字典）。这些对象非常小，它们只包装了一个UIColor和一个Int。我有两种实现，一种使用Swift数组作为Dictionary的值类型，而另一种使用NSMutableArray作为值类型。我的Objective-
C代码执行得非常快，但是我的Swift代码却运行缓慢。理想情况下，我不想使用NSMutableArray，而是希望将其保留为Swift数组。这样做的原因是我正在编写算法，并且性能很重要，我注意到objC_msgSend有一些开销。谁能帮助我优化我的Swift代码？我是在做错什么，还是仅仅是将数组作为值类型快速处理的副产品？如果是，我想了解为什么在这种情况下值类型的执行速度如此之慢，我的选择是什么，以及该方案在未来如何扩展？在下面，我发布了一个代码段以及由此产生的基准：

Swift数组代码：

let numColors = colorCount(filter: filter, colorInfoCount: colorInfo.count)
var colorCountsArray: [Int] = [Int]()
var countToColorMap: [Int:[CountedColor]] = [Int:[CountedColor]](minimumCapacity: capacity)
var topColors = [CountedColor]()

var startTime = CACurrentMediaTime()
for (color, colorCount) in colorInfo {
    colorCountsArray.append(colorCount)
    if countToColorMap[colorCount] != nil {
        countToColorMap[colorCount]?.append(CountedColor(color: color, colorCount: colorCount))
    } else {
        countToColorMap[colorCount] = [CountedColor(color: color, colorCount: colorCount)]
    }
}
var endTime = CACurrentMediaTime()
print("Time after mapping: \(endTime - startTime)")

快速性能：

Time after mapping: 45.0881789259997

NSMutableArray代码：

let numColors = colorCount(filter: filter, colorInfoCount: colorInfo.count)
var colorCountsArray: [Int] = [Int]()
var countToColorMap: [Int:NSMutableArray] = [Int:NSMutableArray](minimumCapacity: capacity)
var topColors = [CountedColor]()


var startTime = CACurrentMediaTime()
for (color, colorCount) in colorInfo {
    colorCountsArray.append(colorCount)
    if countToColorMap[colorCount] != nil {
        countToColorMap[colorCount]?.add(CountedColor(color: color, colorCount: colorCount))
    } else {
        countToColorMap[colorCount] = NSMutableArray(object: CountedColor(color: color, colorCount: colorCount))
    }
}
var endTime = CACurrentMediaTime()
print("Time after mapping: \(endTime - startTime)")

NSMutableArray性能：

Time after mapping: 0.367132211999888

colorInfo对象是将UIColor对象映射到表示计数的Integer值的字典。代码本质上是反向映射，将整数映射到UIColor数组（将其映射为数组，因为多个Color可以具有相同的计数）。colorInfo内部有60,000个UIColor和Int键值对。

Answer 1

写时复制是一件棘手的事情，您需要仔细考虑有多少东西共享您要修改的结构。罪魁祸首在这里。

countToColorMap[colorCount]?.append(CountedColor(color: color as! UIColor, colorCount: colorCount))

这将生成一个临时值，该值将被修改并放回字典中。由于两个“事物”正在查看相同的基础数据结构（字典和append），因此它会强制执行写时复制。

解决此问题的秘诀是确保修改时只有一个副本。怎么样？从字典中取出它。替换为：

if countToColorMap[colorCount] != nil {
    countToColorMap[colorCount]?.append(CountedColor(color: color as! UIColor, colorCount: colorCount))
} else {
    countToColorMap[colorCount] = [CountedColor(color: color as! UIColor, colorCount: colorCount)]
}

运行时为：

Elapsed Time: 74.2517465990022
53217

有了这个：

var countForColor = countToColorMap.removeValue(forKey: colorCount) ?? []
countForColor.append(CountedColor(color: color as! UIColor, colorCount: colorCount))
countToColorMap[colorCount] = countForColor

运行时为：

Elapsed Time: 0.370953808000195
53217