非常大的收藏效率;迭代和排序

时间:2018-01-19 16:43:00

标签: c# sorting sortedset

我有一个csv解析器,可以读取超过1500万行(包含许多重复行),一旦解析成结构,就需要添加到集合中。每个结构都有属性Key(int),A(datetime)和B(int)(以及其他与此无关的属性)。

要求A:该集合需要通过密钥强制实现唯一性。

要求B:在后面的步骤中,我需要按属性A(时间戳)和B(int)排序的集合。

约束:结构最终需要逐个遍历,并引用邻居(LinkedList在这里提供最干净的解决方案);此操作的重点是对集合进行分区。请假设这是最早发生分区的(即,它不能在解析阶段进行分区)。

我发现SortedSet对于需求A的效果非常好,并且它的性能也相当高,即使O(log n)插入比HashSet<T>&慢得多#39; s O(1),尽管我并不关心按键的排序。当集合变得庞大时,HashSet<T>陷入困境,这显然是一个已知问题,而SortedSet<T>不会遇到这个缺点。

问题:当我到达要求B的步骤时,对集合(SortedSet<T>传递给方法IEnumerable<T>)进行排序需要花费大量时间(磨削20分钟以上,所有内存中,无页面文件使用)。

问题:哪个(哪些)系列最适合解决此问题?一个想法是使用两个集合:一个用于强制唯一性(如HashSet<int>SortedSet<int>个键),第二个SortedSet<T>用于处理解析阶段的排序(即,到目前为止)尽可能上游)。但是应用程序已经占用大量内存,并且需要页面文件的性能损失令人望而却步 对于一个通过一个特征强制实现唯一性但通过其他不相关特征排序的集合,我有什么选择? SortedSet<T>使用IComparer<T>(但不是IComparer<T>IEquitable<T>),所以如果它依赖于CompareTo来强制实现唯一性,那么它似乎不符合我的要求。是继承SortedSet的方法吗?

修改:排序代码:

SortedSet<Dto> parsedSet = {stuff};
var sortedLinkedStructs = new LinkedList<Dto>(parsedSet.OrderBy(t => t.Timestamp).ThenBy(i => i.SomeInt));

结构:

public readonly struct Dto: IEquatable<Dto>, IComparer<Dto>, IComparable<Dto>
{
     public readonly datetime Timestamp;
     public readonly int SomeInt;
     public readonly int Key;

     ctor(ts, int, key){assigned}

     public bool Equals(Dtoother) => this.Key == other.Key;
     public override int GetHashCode() => this.Key.GetHashCode();
     public int Compare(Dto x, Dto y) =>  x.Key.CompareTo(y.Key);
     public int CompareTo(Dto other) => this.Key.CompareTo(other.Key);
}

1 个答案:

答案 0 :(得分:82)

这可能不是一个直接的答案,但是:这是我成功用于类似规模的类似系统的一种方式。这是用于驱动Stack Overflow上的问题列表的“标记引擎”;基本上,我有一个:

struct Question {
    // basic members - score, dates, id, etc - no text
}

基本上超大Question[](实际上我在非托管内存中使用了Question*,但这是因为我需要能够与一些GPU代码共享它以实现无关原因)。填充数据只是取出Question[]中的连续行。这个数据永远不会被排序 - 它只是作为源数据保留 - 只需附加(新密钥)或覆盖(相同密钥); 最坏如果我们达到最大容量,我们可能需要将数据重新分配并阻止复制到新阵列。

现在,我没有对这些数据进行排序,而是单独保留int[](实际为int*的原因与之前相同,但是...... meh),其中每个int[]中的值是Question[]实际数据的索引。所以最初它可能是0, 1, 2, 3, 4, 5, ...(虽然我预先过滤了这个,所以它只包含我想要保留的行 - 删除“已删除”等)。

使用 修改器并行快速排序(请参阅http://stackoverflow.com/questions/1897458/parallel-sort-algorithm)或修改后的“内省排序”(如here) - 所以在排序结束时,我可能会有0, 3, 1, 5, ...

现在:为了遍历数据,我只是遍历int[],并将其用作Question[]实际数据的查找。这最大限度地减少了排序期间的数据移动量,并允许我非常有效地保留多个单独的排序(可能具有不同的预过滤器)。仅需要几毫秒来对15M数据进行排序(每分钟左右发生一次,以便将新问题引入Stack Overflow,或注意对现有问题的更改)。

为了尽可能快地进行排序,我尝试编写排序代码,使得复合排序可以用单个整数值表示,允许非常有效的排序(可以通过内省排序使用) )。例如,这里是“最后活动日期,然后是问题ID”的代码:

public override bool SupportsNaturallySortableUInt64 => true;
public override unsafe ulong GetNaturallySortableUInt64(Question* question)
{
    // compose the data (MSB) and ID (LSB)
    var val = Promote(question->LastActivityDate) << 32
        | Promote(question->Id);
    return ~val; // the same as ulong.MaxValue - val (which reverses order) but much cheaper
}

这可以通过将LastActivityDate视为32位整数,左移32位并将其与Id组合为32位整数,这意味着我们可以比较日期和id在一次操作中。

或者“得分,然后回答得分,然后是id”:

public override unsafe ulong GetNaturallySortableUInt64(Question* question)
{
    // compose the data
    var val = Promote(question->Score) << 48
        | Promote(question->AnswerScore) << 32
        | Promote(question->Id);
    return ~val; // the same as ulong.MaxValue - val (which reverses order) but much cheaper
}

请注意GetNaturallySortableUInt64每个元素只调用一次 - 进入相同大小的ulong[](是的,实际上是ulong*)的工作区域,所以最初这两个工作区是类似的东西:

int[]    ulong[]
0        34243478238974
1        12319388173
2        2349245938453
...      ...

现在我可以通过查看int[]ulong[]来完成整个排序,以便ulong[]向量按排序顺序结束,{{1}包含要查看的项目的索引。

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