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Go 编程语言中这个循环的计算复杂度是多少?
var a []int
for i := 0 ; i < n ; i++ {
a = append(a, i)
}
append
是按线性时间运行(重新分配内存并在每次附加时复制所有内容)还是按摊销常数时间运行(就像许多语言中向量类的实现方式)?
最佳答案
The Go Programming Language Specification表示 append
内置函数会在必要时重新分配。
Appending to and copying slices
If the capacity of s is not large enough to fit the additional values, append allocates a new, sufficiently large slice that fits both the existing slice elements and the additional values. Thus, the returned slice may refer to a different underlying array.
在必要时为追加增长目标 slice 的精确算法取决于实现。对于当前的gc
编译器算法,请参见Go runtime
包中的growslice
函数slice.go
源文件。它是摊销的常数时间。
部分增长量 slice 计算如下:
newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap {
newcap = cap
} else {
if old.len < 1024 {
newcap = doublecap
} else {
for newcap < cap {
newcap += newcap / 4
}
}
}
附录
Go Programming Language Specification允许语言的实现者以多种方式实现 append
内置函数。
例如,新分配只需“足够大”。分配的数量可以是 parsimonius,分配最小必要的量,也可以是慷慨的,分配超过最小必要量以最小化多次调整大小的成本。 Go gc
编译器使用了一个慷慨的动态数组摊销常数时间算法。
以下代码说明了 append
内置函数的两种合法实现。慷慨的常量函数实现了与 Go gc
编译器相同的分摊常量时间算法。 parsimonius 变量函数,一旦初始分配被填满,每次都会重新分配和复制所有内容。 Go append
函数和 Go gccgo
编译器用作控件。
package main
import "fmt"
// Generous reallocation
func constant(s []int, x ...int) []int {
if len(s)+len(x) > cap(s) {
newcap := len(s) + len(x)
m := cap(s)
if m+m < newcap {
m = newcap
} else {
for {
if len(s) < 1024 {
m += m
} else {
m += m / 4
}
if !(m < newcap) {
break
}
}
}
tmp := make([]int, len(s), m)
copy(tmp, s)
s = tmp
}
if len(s)+len(x) > cap(s) {
panic("unreachable")
}
return append(s, x...)
}
// Parsimonious reallocation
func variable(s []int, x ...int) []int {
if len(s)+len(x) > cap(s) {
tmp := make([]int, len(s), len(s)+len(x))
copy(tmp, s)
s = tmp
}
if len(s)+len(x) > cap(s) {
panic("unreachable")
}
return append(s, x...)
}
func main() {
s := []int{0, 1, 2}
x := []int{3, 4}
fmt.Println("data ", len(s), cap(s), s, len(x), cap(x), x)
a, c, v := s, s, s
for i := 0; i < 4096; i++ {
a = append(a, x...)
c = constant(c, x...)
v = variable(v, x...)
}
fmt.Println("append ", len(a), cap(a), len(x))
fmt.Println("constant", len(c), cap(c), len(x))
fmt.Println("variable", len(v), cap(v), len(x))
}
输出:
gc:
data 3 3 [0 1 2] 2 2 [3 4]
append 8195 9152 2
constant 8195 9152 2
variable 8195 8195 2
gccgo:
data 3 3 [0 1 2] 2 2 [3 4]
append 8195 9152 2
constant 8195 9152 2
variable 8195 8195 2
总而言之,根据实现,一旦初始容量被填满,append
内置函数可能会或可能不会在每次调用时重新分配。
引用资料:
Appending to and copying slices
If the capacity of s is not large enough to fit the additional values,
append
allocates a new, sufficiently large slice that fits both the existing slice elements and the additional values. Thus, the returned slice may refer to a different underlying array.Append to a slice specification discussion
The spec (at tip and 1.0.3) states:
"If the capacity of s is not large enough to fit the additional values,
append
allocates a new, sufficiently large slice that fits both the existing slice elements and the additional values. Thus, the returned slice may refer to a different underlying array."Should this be an "If and only if"? For example, if I know the capacity of my slice is sufficiently long, am I assured that I will not change the underlying array?
Yes you are so assured.
运行时 slice.go源文件
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