Memoointikäytössä

Memoointikäytössä on ohjelmointitekniikka, jossa kalliiden laskujen tulokset tallennetaan ja palautetaan uudelleen käytettäessä ilman uutta laskua. Tämä tarkoittaa, että funktion syötteet ja niiden vastineet tallennetaan välimuistiin siten, että saman syötteen kohdalla tarvitaan vain haku muistista. Tällainen optimointi on yleinen erityisesti toistuvien ja kustannuksiltaan raskaita operaatioita suorittavissa ohjelmissa.

Toimintaperiaate: ennen laskua katsotaan, onko arvo jo laskettu ja säilytettävässä välimuistissa. Jos on, palautetaan arvo. Jos ei, suoritetaan lasku, arvo tallennetaan välimuistiin ja palautetaan. Välimuistia voidaan hallita eri tavoin, esimerkiksi enimmäismuistilla ja poistoperiaatteilla kuten LRU (least recently used). Memoointi voidaan toteuttaa funktion sisäisenä välimuistina tai erillisen palvelun kautta.

Käyttöalueet ja huomioitavat seikat: memoointia käytetään usein puhtaiden funktioiden kanssa, joissa samanlaiset syötteet toistuvat, ja kun lasku on hidasta tai kallista. Hyöty riippuu toistuvuudesta ja syötteiden määrästä. Haittoja: lisää muistinkulutusta, mahdollinen epäjohdonmukaisuus, jos ulkoiset datat muuttuvat ilman välimuistin päivitystä, sekä monisäikeisyydessä synkronointitarpeet. Lisäksi memoointi on usein optimoiva tekniikka, eikä sitä tule käyttää silloin kun tulos ei ole deterministinen tai kun funktio aiheuttaa sivuvaikutuksia.

Esimerkki (Python): from functools import lru_cache; @lru_cache(maxsize=None) def fib(n): if n < 2: return n; return fib(n-1) + fib(n-2). Tämä tallentaa fib-kutsujen tulokset ja nopeuttaa suurten n-arvojen laskua.

Memoointikäyttöä kannattaa käyttää harkiten ja dokumentoida, jotta muut ymmärtävät välimuistin hallinnan vaikutukset.