Wie hoch ist die zeitliche Komplexität von „std::list::size()' in verschiedenen C-Versionen?

std::list::size() Komplexität: Entmystifiziert

Obwohl die Komplexität von std::list:: :size() ist überraschend nuanciert. Anfangs wurde seine Komplexität im C-Standard nicht spezifiziert, was zu Implementierungs-abhängigen Variationen führte.

Implementierungsspezifische Diskrepanzen

In Microsoft Visual Studio V6 ist std:: list::size() wird als zeitkonstante Operation implementiert und folgt dem Schema {return (_Size);}. Allerdings verwendeten die gcc-Versionen 3.3.2 bis 4.1.0 einen O(N)-Algorithmus: { return std::distance(begin(), end()); }. Dieser Unterschied ergab sich aus der Verwendung der Distanzfunktion, die das Durchlaufen der gesamten Liste erfordert.

Standardisierung in C 11

Eine entscheidende Verschiebung fand in C 11 statt, wo die Standardvorgaben gelten dass .size() für alle Standardcontainer, einschließlich std::list, eine „konstante“ Komplexität aufweisen muss. Dadurch werden die vorherigen Implementierungsunterschiede effektiv beseitigt.

GCC-Implementierungsverzögerung

Trotz dieser Standardisierung verwendete libstdc in gcc-Versionen vor 4.8 weiterhin den O(N)-Algorithmus für .size() in std::list. Diese Entscheidung wurde teilweise auf mögliche Auswirkungen der Änderung des Algorithmus auf die Leistung zurückgeführt.

Updates und Verbesserungen

Die Situation verbesserte sich deutlich in gcc 5.0 und höher, wo std::list ::size() wurde schließlich beim Kompilieren im C 11-Modus auf O(1) optimiert.

Libc Implementierung

In libc ist die Funktion .size() in std::list konsistent O(1). Dies wird durch eine komprimierte Paardatenstruktur erleichtert, die zur Verfolgung der Größe der Liste verwendet wird und so einen effizienten und schnellen Größenabruf gewährleistet.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Komplexität von std::list::size() in der historischen Implementierung lag -abhängig, der C 11-Standard hat es für alle konformen Implementierungen auf O(1) standardisiert. Die Implementierungsdetails können je nach Compiler und Version variieren, die zugrunde liegende Anforderung einer zeitkonstanten Komplexität bleibt jedoch bestehen.

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