Java：表示大量数据数组

Question

对于工作计划应用程序，我需要为w周（=7w天）生成许多可能的员工计划。员工时间表由计划期内每天的班次（早班、晚班、夜班、Rest日）列表组成。应用程序是用Java编程的。

此时，我代表员工时间表如下：

public class Schedule
{
    /** List with for every day of planning period the assigned shift */
    private Shift[] shiftlist = new Shift[Settings.schedule_days];

    /** Cost of schedule (for measuring its quality) */
    private double cost;

    // A list of variables, representing schedule properties
    // which are referenced often.
    // E.g.: number of workweekends, number of night shifts

    // Also some methods for updating / retrieving information
}

移位是表示分配移位的枚举，定义为：

public enum Shift
{
    DAY, LATE, NIGHT, FREE;
}

我在枚举声明和方法中也有一些shift属性来比较属性，但我认为这与此无关。

每个员工都有一份他可能的时间表列表：

public class Employee
{
    /** Large set of possible schedules for planning period */
    public LinkedList<Schedule> generated_schedules;

    // Variables representing properties of employee
}

我的问题是，我实际上有50名员工，我想为每个员工生成100.000 -- 1.000.000可能的时间表。

时间表实际上生成得很快，因为我的电脑有8GB的可用内存，我可以存储很多。然而，当为30到40名员工完成生成后，我的记忆就满了。

有人给我的建议是使用字符数组来表示指定的移位，而不是枚举数组。这将占用更少的空间。此外，他表示，使用字符数组列表而不是调度对象列表也更好。但是，不可能将明细表属性（如成本）保存在明细表附近的某个位置，因此需要经常重新计算这些属性。我认为这将是一个严重的缺点。

这种观察确实有意义吗，或者你认为有更好的方法来表达这些大量的数据，以便使用更少的空间？

Answer 1

如果要减少内存，需要确定当前使用最多内存的是什么，以及可以对该数据类型做出哪些假设，从而使其更小。没有这些信息，你只能猜测。

我建议您使用基于通用算法的方法。

例如；

>

您只能生成1000个时间表并对其进行评分。

前500名，你继续

将这些基因混合在一起，生成下一个1000个带有一些随机突变的基因。

重复，直到你的最好成绩没有提高。

关键是；您可以使用另一种方法在更短的时间内生成更少的时间表，但仍能收敛到最佳解决方案。

Answer 2

类似“小”项目的一次经验：

建议使用也存储在文件系统中的嵌入式数据库。尽管SQL很丑，但它允许比手动编码的集合遍历更好的查询；并且更容易维护。

这样，内存消耗的问题就没有实际意义了。

如果你愿意，你可以使用JPA，例如eclipseLink和ORM。

Answer 3

如果您确实需要同时在内存中使用所有调度，那么最节省空间的编码将是使用每天2位的位集。

public class BitSetShiftList {
  private BitSet bitset;

  public void BitSetShiftList(int size) {
    bitset = new BitSet(size * 2);
  }

  public void setShift(int day, Shift shift) {
    int ordinal = shift.ordinal();
    assert ordinal >= 0 && ordinal <= 3;

    bitset.set(day * 2, (ordinal & 0x1) != 0);
    bitset.set(day * 2 + 1, (ordinal & 0x2) != 0);
  }

  public Shift getShift(int day) {
    int ordinal = (bitset.get(day * 2) ? 0x1 : 0x0) |
      (bitset.get(day * 2 + 1) ? 0x2 : 0x0);
    return Shift.values()[ordinal];
  }

}