free() 的时间复杂度是多少？

Question

我只是想知道free() 在 C 中的时间复杂度是多少。

例如，假设我的所有功能都是：

for (int i = 0; i < n; i++) {
    free(ptr[i]); // this is just an example to show n pointers
}

是 O(n) 还是 O(n^2)？

Answer 1

正如 Story Teller 所说，free() 的实现未指定，这也使其时间复杂度未指定。

管理分配的内存的不同概念可能具有不同的复杂性。

内存管理器使用的数据结构的几个简化示例
（请注意，这不是您创建的程序中的数据结构）：

• 对于单个 malloc()-free() 对，已分配块的链接列表将带有线性 O(n)，
  使你的代码 O(n^2)
• 伙伴方案将带有对数 O(log n)，
  使您的代码 O(n log n)
• 强调 malloc 和 free 的时间复杂度的实现（作为快速的一个方面），可能会接近 O(1)，我在想象哈希表
  （这可能会导致内存消耗和“高 1”，即常数时间可能比其他低 n 概念更长），
  这将使您的代码 O(n)（或低 n 的 O(1)）

注意：
有一种方案可以在管理内存中创建内存管理器数据结构（适用于上述所有示例），这将允许找到要释放的块，并在 O(1) 中找到与其相关的管理数据，从而产生free() O（1）的。 但是，malloc() 将搜索提到的数据结构，并为 unused 块（即 malloc() 的 size 参数没有帮助直接指向的块）采用提到的不同时间复杂度。 假设您的代码还必须 malloc() 您正在释放的块，您实际上可能最终会遇到整个程序所提到的复杂性。
严格来说，仅就显示的释放循环而言，任何广泛使用的内存管理器都会使您的代码 O(n)，每个 free() 的 O(1)。

（感谢 Stargateur 迫使我更具体地思考这个问题所涉及的确切情况。）