PerformanceTests/SunSpider/tests/v8-v4/v8-splay.js

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  27
  28 // This benchmark is based on a JavaScript log processing module used
  29 // by the V8 profiler to generate execution time profiles for runs of
  30 // JavaScript applications, and it effectively measures how fast the
  31 // JavaScript engine is at allocating nodes and reclaiming the memory
  32 // used for old nodes. Because of the way splay trees work, the engine
  33 // also has to deal with a lot of changes to the large tree object
  34 // graph.
  35
  36 // Configuration.
  37 var kSplayTreeSize = 8000;
  38 var kSplayTreeModifications = 80;
  39 var kSplayTreePayloadDepth = 5;
  40
  41 var splayTree = null;
  42
  43
  44 function GeneratePayloadTree(depth, key) {
  45   if (depth == 0) {
  46     return {
  47       array  : [ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ],
  48       string : 'String for key ' + key + ' in leaf node'
  49     };
  50   } else {
  51     return {
  52       left:  GeneratePayloadTree(depth - 1, key),
  53       right: GeneratePayloadTree(depth - 1, key)
  54     };
  55   }
  56 }
  57
  58
  59 function GenerateKey() {
  60   // The benchmark framework guarantees that Math.random is
  61   // deterministic; see base.js.
  62   return Math.random();
  63 }
  64
  65
  66 function InsertNewNode() {
  67   // Insert new node with a unique key.
  68   var key;
  69   do {
  70     key = GenerateKey();
  71   } while (splayTree.find(key) != null);
  72   splayTree.insert(key, GeneratePayloadTree(kSplayTreePayloadDepth, key));
  73   return key;
  74 }
  75
  76
  77
  78 function SplaySetup() {
  79   splayTree = new SplayTree();
  80   for (var i = 0; i < kSplayTreeSize; i++) InsertNewNode();
  81 }
  82
  83
  84 function SplayTearDown() {
  85   // Allow the garbage collector to reclaim the memory
  86   // used by the splay tree no matter how we exit the
  87   // tear down function.
  88   var keys = splayTree.exportKeys();
  89   splayTree = null;
  90
  91   // Verify that the splay tree has the right size.
  92   var length = keys.length;
  93   if (length != kSplayTreeSize) {
  94     throw new Error("Splay tree has wrong size");
  95   }
  96
  97   // Verify that the splay tree has sorted, unique keys.
  98   for (var i = 0; i < length - 1; i++) {
  99     if (keys[i] >= keys[i + 1]) {
 100       throw new Error("Splay tree not sorted");
 101     }
 102   }
 103 }
 104
 105
 106 function SplayRun() {
 107   // Replace a few nodes in the splay tree.
 108   for (var i = 0; i < kSplayTreeModifications; i++) {
 109     var key = InsertNewNode();
 110     var greatest = splayTree.findGreatestLessThan(key);
 111     if (greatest == null) splayTree.remove(key);
 112     else splayTree.remove(greatest.key);
 113   }
 114 }
 115
 116
 117 /**
 118  * Constructs a Splay tree.  A splay tree is a self-balancing binary
 119  * search tree with the additional property that recently accessed
 120  * elements are quick to access again. It performs basic operations
 121  * such as insertion, look-up and removal in O(log(n)) amortized time.
 122  *
 123  * @constructor
 124  */
 125 function SplayTree() {
 126 };
 127
 128
 129 /**
 130  * Pointer to the root node of the tree.
 131  *
 132  * @type {SplayTree.Node}
 133  * @private
 134  */
 135 SplayTree.prototype.root_ = null;
 136
 137
 138 /**
 139  * @return {boolean} Whether the tree is empty.
 140  */
 141 SplayTree.prototype.isEmpty = function() {
 142   return !this.root_;
 143 };
 144
 145
 146 /**
 147  * Inserts a node into the tree with the specified key and value if
 148  * the tree does not already contain a node with the specified key. If
 149  * the value is inserted, it becomes the root of the tree.
 150  *
 151  * @param {number} key Key to insert into the tree.
 152  * @param {*} value Value to insert into the tree.
 153  */
 154 SplayTree.prototype.insert = function(key, value) {
 155   if (this.isEmpty()) {
 156     this.root_ = new SplayTree.Node(key, value);
 157     return;
 158   }
 159   // Splay on the key to move the last node on the search path for
 160   // the key to the root of the tree.
 161   this.splay_(key);
 162   if (this.root_.key == key) {
 163     return;
 164   }
 165   var node = new SplayTree.Node(key, value);
 166   if (key > this.root_.key) {
 167     node.left = this.root_;
 168     node.right = this.root_.right;
 169     this.root_.right = null;
 170   } else {
 171     node.right = this.root_;
 172     node.left = this.root_.left;
 173     this.root_.left = null;
 174   }
 175   this.root_ = node;
 176 };
 177
 178
 179 /**
 180  * Removes a node with the specified key from the tree if the tree
 181  * contains a node with this key. The removed node is returned. If the
 182  * key is not found, an exception is thrown.
 183  *
 184  * @param {number} key Key to find and remove from the tree.
 185  * @return {SplayTree.Node} The removed node.
 186  */
 187 SplayTree.prototype.remove = function(key) {
 188   if (this.isEmpty()) {
 189     throw Error('Key not found: ' + key);
 190   }
 191   this.splay_(key);
 192   if (this.root_.key != key) {
 193     throw Error('Key not found: ' + key);
 194   }
 195   var removed = this.root_;
 196   if (!this.root_.left) {
 197     this.root_ = this.root_.right;
 198   } else {
 199     var right = this.root_.right;
 200     this.root_ = this.root_.left;
 201     // Splay to make sure that the new root has an empty right child.
 202     this.splay_(key);
 203     // Insert the original right child as the right child of the new
 204     // root.
 205     this.root_.right = right;
 206   }
 207   return removed;
 208 };
 209
 210
 211 /**
 212  * Returns the node having the specified key or null if the tree doesn't contain
 213  * a node with the specified key.
 214  *
 215  * @param {number} key Key to find in the tree.
 216  * @return {SplayTree.Node} Node having the specified key.
 217  */
 218 SplayTree.prototype.find = function(key) {
 219   if (this.isEmpty()) {
 220     return null;
 221   }
 222   this.splay_(key);
 223   return this.root_.key == key ? this.root_ : null;
 224 };
 225
 226
 227 /**
 228  * @return {SplayTree.Node} Node having the maximum key value that
 229  *     is less or equal to the specified key value.
 230  */
 231 SplayTree.prototype.findGreatestLessThan = function(key) {
 232   if (this.isEmpty()) {
 233     return null;
 234   }
 235   // Splay on the key to move the node with the given key or the last
 236   // node on the search path to the top of the tree.
 237   this.splay_(key);
 238   // Now the result is either the root node or the greatest node in
 239   // the left subtree.
 240   if (this.root_.key <= key) {
 241     return this.root_;
 242   } else if (this.root_.left) {
 243     return this.findMax(this.root_.left);
 244   } else {
 245     return null;
 246   }
 247 };
 248
 249
 250 /**
 251  * @return {Array<*>} An array containing all the keys of tree's nodes.
 252  */
 253 SplayTree.prototype.exportKeys = function() {
 254   var result = [];
 255   if (!this.isEmpty()) {
 256     this.root_.traverse_(function(node) { result.push(node.key); });
 257   }
 258   return result;
 259 };
 260
 261
 262 /**
 263  * Perform the splay operation for the given key. Moves the node with
 264  * the given key to the top of the tree.  If no node has the given
 265  * key, the last node on the search path is moved to the top of the
 266  * tree. This is the simplified top-down splaying algorithm from:
 267  * "Self-adjusting Binary Search Trees" by Sleator and Tarjan
 268  *
 269  * @param {number} key Key to splay the tree on.
 270  * @private
 271  */
 272 SplayTree.prototype.splay_ = function(key) {
 273   if (this.isEmpty()) {
 274     return;
 275   }
 276   // Create a dummy node.  The use of the dummy node is a bit
 277   // counter-intuitive: The right child of the dummy node will hold
 278   // the L tree of the algorithm.  The left child of the dummy node
 279   // will hold the R tree of the algorithm.  Using a dummy node, left
 280   // and right will always be nodes and we avoid special cases.
 281   var dummy, left, right;
 282   dummy = left = right = new SplayTree.Node(null, null);
 283   var current = this.root_;
 284   while (true) {
 285     if (key < current.key) {
 286       if (!current.left) {
 287         break;
 288       }
 289       if (key < current.left.key) {
 290         // Rotate right.
 291         var tmp = current.left;
 292         current.left = tmp.right;
 293         tmp.right = current;
 294         current = tmp;
 295         if (!current.left) {
 296           break;
 297         }
 298       }
 299       // Link right.
 300       right.left = current;
 301       right = current;
 302       current = current.left;
 303     } else if (key > current.key) {
 304       if (!current.right) {
 305         break;
 306       }
 307       if (key > current.right.key) {
 308         // Rotate left.
 309         var tmp = current.right;
 310         current.right = tmp.left;
 311         tmp.left = current;
 312         current = tmp;
 313         if (!current.right) {
 314           break;
 315         }
 316       }
 317       // Link left.
 318       left.right = current;
 319       left = current;
 320       current = current.right;
 321     } else {
 322       break;
 323     }
 324   }
 325   // Assemble.
 326   left.right = current.left;
 327   right.left = current.right;
 328   current.left = dummy.right;
 329   current.right = dummy.left;
 330   this.root_ = current;
 331 };
 332
 333
 334 /**
 335  * Constructs a Splay tree node.
 336  *
 337  * @param {number} key Key.
 338  * @param {*} value Value.
 339  */
 340 SplayTree.Node = function(key, value) {
 341   this.key = key;
 342   this.value = value;
 343 };
 344
 345
 346 /**
 347  * @type {SplayTree.Node}
 348  */
 349 SplayTree.Node.prototype.left = null;
 350
 351
 352 /**
 353  * @type {SplayTree.Node}
 354  */
 355 SplayTree.Node.prototype.right = null;
 356
 357
 358 /**
 359  * Performs an ordered traversal of the subtree starting at
 360  * this SplayTree.Node.
 361  *
 362  * @param {function(SplayTree.Node)} f Visitor function.
 363  * @private
 364  */
 365 SplayTree.Node.prototype.traverse_ = function(f) {
 366   var current = this;
 367   while (current) {
 368     var left = current.left;
 369     if (left) left.traverse_(f);
 370     f(current);
 371     current = current.right;
 372   }
 373 };
 374
 375 SplaySetup();
 376 SplayRun();
 377 SplayTearDown();