編譯器如何在恆定時間內從對象數組中獲取元素？

Question

每當我們想根據索引從數組中獲取元素時，我了解到編譯器只是做這樣的事情來在恆定時間內獲取元素：

array_addr + ele_size * (i - first_index) （其中ele_size取決於數組中存在的元素的類型，例如對於array[int] ele_size將是 4 個字節）

那么，當每個object可能具有不同的大小（在內存中）時，編譯器如何在恆定時間內從array[object]獲取元素？

PS：問題不針對任何語言

Answer 1

那么編譯器如何在恆定時間內從array[object]獲取元素（因為對象的大小可能會有所不同）？

好吧，正在評估的表達式是：

array_addr + ele_size * (i - first_index)

其中ele_size是一個常數，它取決於數組的（編譯時）類型，而first_index通常也是一個常數； 例如，C、C++、Java 等為零。

那是一個減法（當first_index不是常數零時），一個乘法，一個加法，可能還有一個 memory 提取或兩個。

無論哪種方式，執行計算所需的機器指令數都是一個常數。 因此（關於變量 memory 獲取時間、流水線效果等的模數爭論）一次這樣的計算所花費的時間將是一個常數……與名義表達式參數的值無關。

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^{Quibble：編譯器不獲取元素。 它生成將獲取元素的代碼......當代碼執行時。}

Answer 2

array[object]和array[int]實際上非常相似，因為對象數組通常不會像這樣將實際對象直接存儲在一起：

// [ _______Person________,  _____Pet_____,  _______Person_______ ]
   [ Name,    Age, Country,  Name,    Type,  Name,   Age, Country ]
   [ "Lucas", 37,  FRANCE,   "Misty", CAT,   "Emma", 22,  SWEDEN  ]    

相反，該數組只存儲對對象的引用（指針），這些對象的大小都相同（32 位或 64 位 int）：

// [ ______Person______,  ________Pet_______,  ______Person______ ]
   [ address of Person,   address of Pet,      address of Person  ]
   [ 0xaba11b8ae55fa4d2,  0xb8e4f4adea6be036,  0x5ce415a69ca50222 ]

然后在特定的 memory 地址中找到每個 object 的數據，並且可以占用任意多個字節。

您可能會發現這個關於object[]如何存儲在 memory（在 C# 中）中的問題很有用。