动态数组扩容通过调整容量平衡性能与内存，常见策略有倍增、线性及1.5倍增长，结合函数指针可灵活切换，提升特定场景下的效率表现。
在C++中，动态数组扩容是实现类似
std::vector功能的核心机制。当现有容量不足以容纳新元素时，需要重新分配更大的内存空间，并将原有数据迁移过去。自定义扩容策略可以优化性能，适应不同场景下的内存和速度需求。
扩容的基本原理
动态数组通常包含三个核心指针或变量：
- data：指向堆上分配的内存首地址
- size：当前已存储的元素个数
- capacity：当前可容纳的最大元素数量（无需扩容）
当插入元素时，若
size == capacity，则触发扩容。扩容步骤如下：
- 根据策略计算新的容量
- 分配新内存块
- 将旧数据复制或移动到新内存
- 释放旧内存
- 更新
data
、capacity
常见扩容策略对比
不同策略在内存使用和时间开销之间权衡：
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- 倍增策略（如×1.5或×2）：常见于STL容器，摊还插入时间O(1)，但可能浪费较多内存
- 线性增长（如+固定值）：内存友好，但频繁扩容导致性能下降
- Fibonacci增长：折中方案，增长速度介于线性和指数之间
自定义策略实现示例
下面是一个支持自定义扩容策略的动态数组模板：
瑞志企业建站系统(ASP版)2.2
下载
支持模板化设计，基于标签调用数据 支持N国语言，并能根据客户端自动识别当前语言 支持扩展现有的分类类型，并可修改当前主要分类的字段 支持静态化和伪静态 会员管理功能，询价、订单、收藏、短消息功能 基于组的管理员权限设置 支持在线新建、修改、删除模板 支持在线管理上传文件 使用最新的CKEditor作为后台可视化编辑器 支持无限级分类及分类的移动、合并、排序 专题管理、自定义模块管理 支持缩略图和图
templateclass DynamicArray { private: T* data; size_t size; size_t cap; // 扩容策略函数指针 size_t (*growth_strategy)(size_t); void reallocate() { size_t new_cap = growth_strategy(cap); T* new_data = new T[new_cap]; for (size_t i = 0; i zuojiankuohaophpcn size; ++i) { new_data[i] = std::move(data[i]); } delete[] data; data = new_data; cap = new_cap; }public: explicit DynamicArray(size_t initial_cap = 10, size_t (*strategy)(size_t) = default_strategy) : data(new T[initial_cap]) , size(0) , cap(initial_cap) , growth_strategy(strategy) {}
~DynamicArray() { delete[] data; } void push_back(const T& value) { if (size == cap) reallocate(); data[size++] = value; } void push_back(T&& value) { if (size == cap) reallocate(); data[size++] = std::move(value); } T& operator[](size_t index) { return data[index]; } const T& operator[](size_t index) const { return data[index]; } size_t length() const { return size; } size_t capacity() const { return cap; } // 默认策略：容量翻倍 static size_t default_strategy(size_t current) { return current == 0 ? 1 : current * 2; } // 线性增长策略 static size_t linear_strategy(size_t current) { return current + 10; } // 1.5倍增长策略 static size_t multiplicative_strategy(size_t current) { return current == 0 ? 1 : current + (current >> 1); // current * 1.5 }};
使用示例与策略选择
根据应用场景选择合适的策略：
int main() {
// 使用默认翻倍策略
DynamicArray arr1(8);
// 使用1.5倍增长，减少内存浪费
DynamicArrayzuojiankuohaophpcnintyoujiankuohaophpcn arr2(8, DynamicArrayzuojiankuohaophpcnintyoujiankuohaophpcn::multiplicative_strategy);
// 使用线性增长，适用于小数据量且内存敏感场景
DynamicArrayzuojiankuohaophpcnintyoujiankuohaophpcn arr3(8, DynamicArrayzuojiankuohaophpcnintyoujiankuohaophpcn::linear_strategy);
for (int i = 0; i zuojiankuohaophpcn 100; ++i) {
arr1.push_back(i);
}
return 0;}
选择策略时考虑：
- 若频繁插入且性能优先，推荐倍增或1.5倍策略
- 若内存受限或数据量可预估，线性增长更合适
- 可设计更复杂的策略，如根据当前容量分段处理
基本上就这些。自定义扩容策略的关键在于平衡内存开销和复制成本，通过函数指针或模板参数灵活切换策略，能有效提升容器在特定场景下的表现。
