Современные языки программирования быстро развиваются и приобретают новые тренды, которые оптимизируют работу приложений и облегчают процесс разработки. Одним из таких трендов является динамический массив данных, он пришел на смену обычному массиву данных.
Использование динамических массивов данных, которые присутствуют почти во всех востребованных языках программирования, позволяет экономить память, которая выделяется на ячейки с переменными и другими данными.
Что это такое
Для того, чтобы понять особенности структуры данных в динамических массивах необходимо рассмотреть обычные, не динамические наборы данных. Обычный список переменных представляет собой переменную или список, которому уделяется определенное количество памяти, регулируемое только разработчиком.
Проще говоря, код не может самостоятельно редактировать и менять местами элементы без прямого вмешательства программиста. Постоянная упорядоченность создает проблемы с выделением памяти для не постоянных переменных и списков.
Динамический массив данных – это саморегулирующиеся ячейки памяти, способные по ходу работы приложения, без вмешательства разработчика, изменять количество выделенных ячеек, увеличивая их количество в случае их нехватки, или освобождая ненужные.
Где это необходимо
Динамические массивы данных необходимы почти в любых программах, они являются незаменимым помощником при:
- Оптимизации кода с неструктурированными переменными и списками, значения которых могут постоянно меняться.
- Разработке приложений в условиях ограниченных ресурсах памяти.
При создании программы, которая подразумевает регулярное изменение значений в переменных и списках нельзя использовать статический аналог.
Если выделить под задачу слишком маленькое количество памяти, то код просто не будет работать, а если выделить слишком много ячеек, то вы впустую потратите драгоценные вычислительные ресурсы, которые можно было бы потратить на другие задачи.
Например, если создать список людей, которые воспользовались той или иной услугой компании за определенный промежуток времени с использованием динамических массивов данных, то вы займете именно то количество памяти, которое необходимо для работы программы.
Невозможно с полной точностью предсказать количество людей, которые обратились к услугам компании, следовательно и значения переменных будут постоянно меняться, занимая разное количество физической памяти.
Как это работает
Динамический массив данных работает на основе статических массивах. Если изначально выделенной физической памяти не хватает для переменной или списка, то создается новая переменная, объем которой превышает изначальный размер в несколько раз.
В новый список копируется старая информация. В случае уменьшения ячеек памяти, выделенных под использование списком, создается новый, с меньшим количеством физической памяти.
Ярким примером является лента во ВКонтакте. Если долго ее листать, то со временем она закончится и вам придется ожидать подгрузки новых постов.
То есть, они не загружаются все сразу, ведь их огромное количество, это создало бы большую и неоправданную нагрузку на приложение, вследствие которой использование социальной сети стало бы неудобным из-за постоянных лагов и фризов.
Еще одним понятным примером работы динамического массива данных являются видеоигры. Прорывом в области их оптимизации является визуальная подгрузка только необходимых элементов. За спиной игрока и в других “слепых зонах” мир прогружен либо поверхностно, либо не прогружен вовсе.
Благодаря этому игра может не использовать память компьютера на визуализацию ненужных областей, а вместо этого выделить его ресурсы на другие, более нужные цели. По такому же принципу работают и локации, которые загружаются отдельно на экранах загрузки.
Итоги
Динамические массивы данных – это распространенный способ оптимизации приложений, который присутствует в большей части языках программирования:
- Python.
- JavaScript.
- C++.
Работают они на базе простого статического аналога, но их отличие заключается в том, что динамические способны самостоятельно, без участия разработчика изменять количество ячеек памяти прямо в настоящее время, которые выделены под значения переменных. Делают они это прямо во время работы кода без нужды в повторной компиляции.
Их использование позволяет продуктивно использовать вычислительную мощность машины за счет экономии вычислительной мощности, которая не тратится впустую, а направляется на более важные задачи программы.
Если используемый язык программирования позволяет использовать динамические массивы данных, то для лучшей оптимизации следует использовать именно их.