關於實現ID池的小討論

在開發的時候遇到一種情況，就是對於一系列的請求，我需要全部加入乙個請求佇列，然後通過統一的處理程式處理完畢後，放入結果佇列。但是發出請求的程式，如果想從結果佇列中取出自己請求的結果，需要乙個全域性唯一的id，用以區分不同請求的結果。

對於這個問題，會有一些很直接的想法，比如：（1）用個count計數器，每次請求獲得count這個id，然後count加一；（2）對於每次請求，獲取請求的當前時間，然後通過一些雜湊，然後得到乙個id。

其實，就是事情固定了id的乙個範圍或者說是取值，然後不斷從這個範圍內取數當做id。

但是缺點就是count是無限往後加的，如果不考慮儲存的侷限，確實是全域性唯一的。但是要想實現無限，需要更多的記憶體來儲存這個id值，得不償失。

但是如果僅用乙個表示範圍有限的變數來儲存，必然到後面會出現溢位，這樣會與之前的id衝突。

就是id不能有效的重複利用，因為id只用於一次請求和結果，結束後應當釋放此次的id。

可能來說用時間雜湊確實在一定程度是全域性唯一的。但是雜湊在資料量很大的時候，必然會出現衝突。

時間上來說要想區分不同時間，必然需要更精確的表示時間，在能精確表示的前提下，需要的記憶體將更多。

在有限的時間精度下，進行雜湊，需要處理雜湊衝突。這種情況下，可能需要維護雜湊表，時間和空間上也就有了一定的要求。

這種想法依賴於時間的精度或雜湊，最大的問題還是衝突的問題。

第一種方法的缺點在於沒有對id進行重複利用。於是，我嘗試對第一種想法進行改進，嘗試對之前的id進行維護。

想要維護歷史釋放的id，必然需要通過一些資料結構進行維護。

其實count的活動空間就是乙個線性空間，可以假想成乙個陣列。

在一系列id釋放的操作後，理論上這個陣列中未被占用的元素可能是一段一段的。可以用鍊錶維護這樣一段一段的的範圍。

節點元素：空閒區間。

初始狀態：乙個節點，0到最大值。

獲取乙個id：遍歷鍊錶，得到第乙個空閒區間，去掉區間中的第乙個數作為id。如果區間變成空區間，需要去掉這個節點。

釋放乙個id：遍歷鍊錶，直到id在兩個相鄰區間中間，插入這個數。如果相鄰區間內合併，需要將區間合併成乙個。時間複雜度上來說，獲取和釋放的最好情況都是o(1)的，但是最差可能變成線性的複雜度。

空間上來說，最好也是o(1)，但是最差也可能變成線性的。

與鍊錶不同，佇列或者棧是直接用來儲存被釋放的節點。

元素：被釋放元素。

初始狀態：count = 0, 佇列或棧為空。

獲取乙個id：先判斷佇列或者棧為空，不為空就直接從中獲取，如果為空，就獲取count，然後count加一。

釋放乙個id：如果這個id是count-1，就讓count減一，否則就放入佇列或者棧中。與鍊錶不同的是，這種方法至少維護了乙個count到最大值的連續區間，剩餘所有的數，都儲存在佇列或者棧中。

時間複雜度上來說，獲取和釋放都是o(1)的。

空間複雜度上來說，很大程度上可能會成為線性的。

假設所有請求的服務時間都是相同的話，而且是先來先服務，那麼理論上用棧是更好的，因為這種情況下，第二次被獲取的id，釋放順序應該是大致倒序的，這樣可以最大可能的等於count-1，這樣就可以減少棧中的元素了。

當然佇列應該也是有自身的好處的，本次不細研究佇列和棧的優缺點，下面將以棧為例討論。

下面的討論，本次不考慮多執行緒情況。

首先因為id是全域性唯一的。所以需要實現單例模式。

class idpool
;idpool *idpool::idpool = null;

idpool一開始應該初始化為空指標。

protected:
idpool()

建構函式應該是private或者protected的，防止使用者建立物件。

public:
static idpool *getidpool()

使用者通過getidpool獲得idpool物件。

int getid()
else
}

void freeid(int id)

未完待續…