从 C++ 中的 std::vector 的开头删除

Question

我可能在这里遗漏了一些非常基本的东西，但这是我想知道的 -

我们知道从 C++ 中的 std::vector ( vector[0] ) 开头删除一个元素是一个 O(n) 操作，因为所有其他元素都必须向后移动一个位置。

但是为什么它没有实现，使得指向第一个元素的指针向前移动一个 position 以便现在向量从第二个元素开始，本质上，第一个元素被删除？ 这将是一个 O(1) 操作。

Answer 1

std::array 和 C 风格的 arrays 是固定长度的，你根本不能改变它们的长度，所以我认为你有一个错字，而是指std::vector 。

“为什么会这样？” 有点历史问题。 从角度来看，如果您的系统库允许将未使用的 memory 返还给操作系统，那么您的“向后移动”技巧将不允许以后重用前第一个元素的 memory。

此外，std::vector 来自带有free和malloc类的调用的系统（就像它们基本上仍然在每个操作系统中使用一样），您需要在其中保留指向已分配区域开头的指针，以便能够释放它稍后的。 因此，您必须绕过 std::vector 结构中的另一个指针才能释放该向量，而这只有在有人从前面删除时才有用。 如果你从前面删除，你可能最好使用反向向量（并从最后删除），或者向量不是正确的数据结构。

Answer 2

像这样实现向量并非不可能（尽管它不是std::vector ）。 除了指向底层数组的指针之外，您还需要保留指向第一个元素的指针（或者可以存储一些偏移量，但无论如何放置，都需要在向量中存储更多数据）。

考虑到这仅对一个非常具体的用例有用：擦除第一个元素。 好吧，一旦你知道了，当有剩余空间时，你也可以在前面插入一个元素时受益。 如果还有剩余空间，那么即使在前半部分插入也可以通过仅移动前半部分来受益。

然而，这一切都不符合容量的概念。 使用std::vector您可以准确地知道在重新分配发生之前可以添加多少元素： capcity() - size() 。 有了你的提议，这将不再成立。 擦除第一个元素会以一种奇怪的方式影响容量。 这将使所有用例的向量的接口和用法复杂化。

此外，在其他任何地方擦除元素仍然不是O(1) 。 总的来说，它会产生成本并增加向量的任何使用的复杂性，同时仅在非常狭窄的用例中带来优势。

如果您确实发现自己需要经常擦除前面的元素，那么您可以反向存储向量，并且擦除最后一个元素已经是O(1) ，或者使用不同的容器。