【内存管理】可变数组是怎么扩容的？

白冥 · 发表于 2024-6-25 01:49:50

本帖最后由白冥于 2024-6-25 01:58 编辑

　　可变数组（如在c++中的std::vector和Java中的ArrayList）是这样内存空间中分配内存的。每个可变数组在内部维护了两个关键的变量：size和capacity，从而实时跟踪数组的大小。
　　当向可变数组中添加新元素而size等于capacity，可变数组会自动进行扩容。
　　可变数组会向语言的运行时环境（如C++的运行时库和Java虚拟机JVM）请求一个新的、更大的内存块，而语言的运行时环境则会根据其语言所制定的扩容策略，给操作系统一个标准，请求一个合适的内存块，以减少未来扩容的频率。
　　Java要求新数组的大小通常是原数组大小的1.5倍或其他某个扩容因子；而C++要求大于原数组，没有固定的扩容因子，但一般是成倍地增加容量。
　　然后它们将新内存块并分配给新数组，将原数组的每一个元素复制进新数组中，释放旧数组的内存，并将指针指向新数组，更新更新size和capacity，实现可变数组的扩容。

插个眼，我的第一门编程语言由于是Python，所以一开始我很难理解为什么C的数组的大小是固定的，找了很久怎么写可变数组的方法（最后是屈服了，太麻烦了）。
操作系统一般不知道运行时环境会请求多大的内存，于是把内存分割得东一块西一块，大小并不固定。所以可变数组严格来说是“不可能的”，即你不能把内存块扩大。
和我一开始像的办法一样，我最开始学C语言的时候，实际上是创建新数组……复制过去……释放旧数组……把指针指向新数组这种笨方法，结果真是这样的。
不过呢，我打死也不再想用C了，太麻烦了。有更好的语言干嘛不用呢？
不过我不确定C是不是真的用不了可变数组，我记得某个标准库似乎有可变数组，但是很多老师不讲，我也不确定是不是真的有，有也不会用（悲）。