對於什么參數是std :: vector <void*> ::保留O（1）時間操作？

Question

我對至少一個大概的答案感興趣：

int n;
...
std::vector<void*> vectorOfPointers;
vectorOfPointers.reserve(n);

上述程序在O（1）中最多可以運行n個 ？

讓我們假設對於運行32位Ubuntu和3 GB內存的筆記本電腦，不運行任何其他程序。 是幾萬，幾百萬還是幾百萬？ 一個人需要知道哪些信息才能提出這樣的問題？ 有沒有一種方法無需進行任何實驗就能找出答案？

我從未研究過有關操作系統的任何內容，但在我的想象中，操作系統僅通過兩步就可以分配內存。 它確定開始塊的指針和塊結束的指針。 這種情況可能會更加復雜，因為系統可能必須整理以獲取足夠大的內存塊。 但是，如果我們假設系統僅運行一個程序，那么如何估算所需的時間呢？ 除了內存碎片，還有其他方面需要考慮嗎？

編輯：

抱歉，我沒有明確說明我的問題。 重要的是要考慮到向量在調用保留之前為空，因此不需要復制數據。

Answer 1

使用reserve()時，不能依賴O（1）的復雜性。

復雜

容器尺寸成線性

（cf cppreference ）

基本上，新內存的分配是固定的，但是您還需要將舊元素從以前的內存復制到新的內存中（因此線性復雜度很高）。

因此，在空向量上，儲備金可能具有恆定的時間，但是我不確定標准是否明確聲明了它。 因此，它可能取決於基礎實現（即使我看不到任何理由不這樣做）。

Answer 2

從C ++的角度來看，代碼需要O(1)時間（在容器的當前大小中是線性的，在您的情況下，它始終為零）。

現在，看來您的問題確實與分配m字節內存的復雜性有關。 恐怕這是不確定的。

有關更多討論，請參見內存分配的時間復雜度

除了在另一個問題中已經說過的內容外，還涉及幾層復雜性：

• 首先， malloc()需要維護其內部數據結構。 這樣做的復雜性沒有指定，但是人們希望malloc(m)不會花費Θ(m)時間。 但是，復雜度很可能取決於其他因素，例如內存碎片。
• 其次， malloc()可能需要從OS請求額外的內存。 在這里，期望操作系統對它分配的每個內存頁都做些事情是合理的（例如擦除它，這樣您就不會看到別人的機密數據）。 如果發生這種情況，則運算的確為Θ(m) 。

Answer 3

我能想到的唯一O(1)是std::vector::reserve() ，當n <= capacity() ，意味着reserve()不執行任何操作。