是否可以在不重新分配的情况下实现动态数组？

Posted 2023-02-14

【中文标题】是否可以在不重新分配的情况下实现动态数组？

【英文标题】：Is it possible to implement a dynamic array without reallocation?

【发布时间】：2022-01-12 00:39:21

【问题描述】：

实现动态数组的默认方式是使用realloc。一旦len == capacity 我们使用realloc 来扩展我们的数组。这可能导致将整个数组复制到另一个堆位置。我不希望发生这种复制，因为我正在设计一个应该能够存储大量元素的动态数组，而运行此代码的系统将无法处理如此繁重的操作。

有没有办法做到这一点？

失去一些性能我很好 - O(logN) 用于搜索而不是 O(1) 是可以的。我在想我可以为此使用哈希表，但看起来我陷入了僵局，因为为了实现这样的哈希表，我首先需要一个动态数组。

谢谢！

【问题讨论】：

en.wikipedia.org/wiki/Rope_(data_structure)

【参考方案1】：

我最终得到了以下结果：

实施可以增长的“小型动态数组”，但只能达到某个最大容量（例如 4096 个字）。 实现 rbtree 将它们组合在一起形成一个“大哈希映射”，其中“小数组”用作表，而一堆 rbtree 用作存储桶。 将此哈希图用作“大动态数组”的基础，使用索引作为键

当容量小于最大容量时，表会根据负载因子增长。一旦容量达到最大值，表将不再增长，新元素只是插入到桶中。这种结构理论上应该具有 O(log(N/k)) 复杂度。

【参考方案2】：

并非如此，一般情况下不会。

当内存管理器无法增加当前分配，需要将内存块移动到其他地方时，就会发生复制。

您可以尝试的一件事是分配固定大小的块并保持指向块的动态数组。这样就不需要重新分配块，从而将大型有效负载保持在适当的位置。如果您需要重新分配，您只需重新分配应该便宜得多的引用数组（移动 8 个字节而不是 1 或更多 MB）。理想情况下，块大小约为 sqrt(N)，因此它不适用于非常一般的情况（对于某些值，任何固定大小都会有些大或有些小）。