“群芳争艳”:CoreData 4 种方法计算最大值的效率比较(上)

概览

在 CoreData 支持的 App 中,一种常见操作就是计算数据库表中指定字段的最大值(或最小值)。就是这样一种看起来“不足挂齿”的任务,可能稍不留神就会“马失前蹄”。


在实际的代码中,我们怎样才能既迅速又简洁的找出字段的最大值呢?

在本篇博文中,您将学到如下内容:

  1. CoreData 表结构
  2. 借助现成的关系属性(Relation Property)
  3. 使用“远古” NSArray 的力量
  4. 使用 CoreData Fetch 请求

相信学完本课后,大家 CoreData 的算法武器库中又会多几种“削铁如泥”的利刃啦。

本文中所有代码的测试环境为:

  • MBA 2022,M2,内存 16 GB
  • macOS 15.3.2(Sequoia)

那还等什么呢?Let‘s find out!!!;)


0. CoreData 表结构

我们即将展示的所有算法都将在如下 CoreData 表结构中“施展拳脚”:

  • Project 表包含多个 VictoryStage 对象,这通过 Project 的 records 关系体现出来;
  • VictoryStage 表中包含一个类型为 Date? 的 end 字段,它用来表示 VictoryStage 的结束日期;

数据库中被测试的特定 Project 对象里大约包含不到 400 个 VictoryStage 对象,我们要计算的就是:这些对象中 end 字段最大的值

为了方便,我们首先创建一个将集合(Set)类型 records 转换为数组(Array)的辅助方法:

extension Project {
    var vstages: [VictoryStage] {
        if let recordAry = records?.allObjects as? [VictoryStage] {
            return recordAry
        }
        return []
    }
}

接下来,小伙伴们就可以“驰马试剑”,恣意测试我们的算法啦!

1. 借助现成的关系属性(Relation Property)

既然 Project 包含一对多的 vstages 关系,我们最简单的方法是直接从此入手,找到 end 值最大(时间上最新)的那一个 VictoryStage 对象。

算法的实现很简单:我们只需将 vstages 数组按照 end 从新到旧排序,结果数组中第一个 VictoryStage 对象就是我们想要的。

func testPerformanceWithRelationProperty() throws {
        
    // 利用 Project 关系属性来计算最新的 VictoryStage
    measure {
        let vstages = project.vstages
        let mostRecent = vstages.sorted(using: SortDescriptor(\VictoryStage.end, order: .reverse)).first
        print("最新的 VStage: \(mostRecent?.end ?? Date.distantPast)")
    }
}

从单元测试的结果来看,10 次运行的平均耗时为:0.00464 秒。

2. 使用“远古” NSArray 的力量

我们知道,Swift 中的数组(Array)都是由底层的 Objc 数据结构 NSArray 在默默“撑腰”的。而 NSArray 又自带了一个 sortedArray 排序方法:

So,我们可以很快据此写出 NSArray 的排序算法:

func testPerformanceWithRelationPropertyNSArray() throws {
    // 利用 Project 关系属性的 NSArray 来计算最新的 VictoryStage
    measure {
        let vstages = project.vstages
        let mostRecent = ((vstages as NSArray).sortedArray(using: [
            .init(keyPath: \VictoryStage.end, ascending: false)
        ]) as! [VictoryStage]).first
        print("最新的 VStage: \(mostRecent?.end ?? Date.distantPast)")
    }
}

美中不足的是,这种方法需要做 2 次类型转换。

小伙伴们可能觉得 NSArray 排序算法和前一种速度差不了多少,不过实际结果可能会让你们大吃一惊:

是的,你们没有看错!NSArray 排序比 Array 排序快了一个数量级,只需 0.000559 秒。

3. 使用 CoreData Fetch 请求

为了能够充分发挥 CoreData 底层里 Sqlite 原生查询的“奥义”,我们可以直接利用 Fetch 请求来排忧解难:

func testPerformanceWithFetchPredicate() throws {
    // 利用 CoreData Fetch 请求来计算最新的 VictoryStage
    measure {
        let req = VictoryStage.fetchRequest()
        req.predicate = .init(format: "project = %@", project)
        req.sortDescriptors = [
            .init(keyPath: \VictoryStage.end, ascending: false)
        ]
        req.fetchLimit = 1
        
        let mostRecent = try! context.fetch(req).first
        print("最新的 VStage: \(mostRecent?.end ?? Date.distantPast)")
    }
}

在上面的代码中,我们做了这样几件事:

  1. 创建一个 Fetch Request;
  2. 稳妥的设置了它的 Predicate 和排序属性;
  3. 将其搜索结果的数量限制为 1 ;

运行看一下效果!恭喜大家,我们又成功的将性能提升了几倍,现在只需 0.000196 秒了。

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在下一篇文章中,我们将再接再厉,使用 NSExpression 表达式方法来为本系列博文画上一个完美的句号。

总结

在本篇博文中,我们讨论了 CoreData 中计算字段最大值的三种方法,任君选用。

感谢观赏,我们下一篇再见!8-)

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