C语言实现动态数组时，如何高效进行内存扩容以减少时间复杂度？

Question

在C语言中实现动态数组时，如何高效进行内存扩容以减少时间复杂度是一个常见问题。当数组空间不足时，简单地每次增加一个单位会导致频繁的内存分配和数据拷贝操作，时间复杂度高达O(n^2)。为优化这一点，通常采用“倍增策略”，即每次扩容时将数组容量扩大为原来的两倍（或其他固定比例）。这样可以显著减少内存重新分配的频率，并将插入操作的摊销时间复杂度降至O(1)。需要注意的是，扩容比例不宜过大或过小，过大可能导致内存浪费，过小则可能增加扩容次数。此外，在实际应用中，还可以通过预分配较大初始容量或根据增长趋势动态调整扩容比例来进一步提升性能。这种优化方法广泛应用于STL中的vector等数据结构中。