在恒定时间内初始化C ++数组

Question

char buffer[1000] = {0};

这会将所有1000个元素初始化为0。这是恒定时间吗？ 如果没有，为什么？

似乎编译器可以根据以下事实将此优化为O（1）：

请注意，答案可以是任何编译器通用的，但是我对Windows上的MSVC编译器（任何版本）上测试的答案特别感兴趣。

奖励积分：链接到任何有关此详细信息的文章，白皮书等，将不胜感激。

Answer 1

如果在函数内部，则不是固定时间。

您的第二个假设不正确：

“该数组位于堆栈上，这意味着该可执行文件可能在可执行文件的数据段中（在Windows上）包含已填充0的数据块。

堆栈尚未填充零。 它充满了以前的函数调用中剩下的垃圾。

因此不可能在O(1)执行此操作，因为它必须将其清零。

Answer 2

它只能是O（1）作为全局变量。 如果它是局部变量（在堆栈上），则为O（n），其中n是数组的大小。

堆栈是一个共享内存，您始终需要主动置零，而您要一直在其中拥有1000个零。 像您定义的数组未实现为指向数据段的指针，它是堆栈上的1000个变量，必须在O（1000）中初始化。

编辑：Dani是正确的，我必须修正我的声明：如果它是一个全局数组，则它将在程序启动时初始化。 它也是O（n）。

Answer 3

无论是不是全局时间，永远都不会是恒定时间。 确实，编译器会对此进行初始化，但是操作系统必须将所有文件加载到内存中，这需要O(n)时间。

Answer 4

该数组位于堆栈上，这意味着可执行文件可能将此数据包含在可执行文件的数据段中（在Windows上），作为一块已经充满0的数据。

如果您递归到定义数组的函数该怎么办？ 对于每个函数调用，全局DATA段都需要具有该数组的副本，以允许每个函数具有自己的数组进行工作。 编译器将必须运行您的代码来确定将要进行的最大递归。

当程序中有多个线程并且每个线程都调用foo时，还会发生什么情况？ 突然之间，您在DATA中共享了必须锁定的内容。 锁定可能会导致比摆脱初始化更多的性能问题。

我也不会太担心。 大多数平台都有相当有效的零填充内存方式。 除非您概要分析并发现问题，否则不要流汗。

Answer 5

正如其他人指出的那样，假设2是错误的。 堆栈变量在运行时以O（1）的时间分配，但是除非您正在运行调试版本，否则通常不会初始化堆栈变量。

PUSH ebp
MOV  ebp, esp
SUB  esp, 10
// function body code goes here

此处，堆栈指针“ esp”递减10，以为某些局部函数变量腾出空间。 它们没有被初始化……这需要循环。

这篇文章似乎足够友好。

Answer 6

如果是全局静态变量，则此处的“常量”为零-初始化是在COMPILE TIME进行的。