能否设计专门的汇编指令来实现内存块的移位，简化数组的插入和删除？

Question

在学习数组操作时，我发现插入和删除很麻烦，需要将元素一一移位。我们是否可以设计一条专门的汇编指令，将一块内存在两个指定地址之间移动一定数量的位置（如果参数太多，则将地址和位置数量存储在专用寄存器中）？执行该指令后，CPU 将通知独立的内存移位硬件，然后该硬件可以快速完成内存移位。这种方法是否可以将数组插入和删除的复杂度降低到 O(1)？

我询问了一些AI但没有得到满意的答案

Answer 1

执行大量工作的指令（例如 x86

rep movsb

是 memmove）不会减少所需的缓存/内存带宽量。 使用专用状态机¹，允许无序执行远远超过它（与实际的 Intel / AMD CPU 不同，它是微编码的，接管前端），是的，如果周围的代码，它可能会带来加速否则不会成为内存访问的瓶颈。

但是你不能说它的成本是 O(1) 时间；只有当您执行的频率足够低，以便无序执行程序与主要瓶颈并行执行时，这才是正确的。

大O复杂度模型并没有真正考虑指令级并行的可能性。 您只需计算操作并假设成本以某种方式增加。 但由于您忽略了恒定因素，这可能仍然有效。 如果副本数量是算法中比其他任何东西都大的复杂度类别，那么当

n

接近无穷大时，副本与其他工作的比率也将趋于无穷大，因此即使副本大小为小且固定。

或者，如果总副本大小除副本数量之和是一个更大的复杂性类别，那么您将再次比任何其他类型的工作拥有更多的复制工作，因此它将无法“隐藏”在其他操作。

但是，如果复制总量是比其他瓶颈更小的复杂性类别，那么由于

n

趋于无穷大，它将变得可以忽略不计。 如果您有

n^2 + n

副本和

n^2

其他工作，并行性可能会在

n

与

n^2

时间之间产生差异，但这些都属于

O(n^2)

复杂性类别，因为随着

n

的接近，较小的指数变得微不足道无穷大。

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脚注 1：Andy Glew，英特尔 P6 微架构中的快速字符串微码架构师，后来后悔没有构建专用硬件来处理它。 （在 Pentium Pro 之前，第一个 P6 CPU，

rep

字符串操作一次只处理一个单元，就像实际上重复

movsd

一样，所以速度相当慢。如此快速的字符串微码，每 1 或 2 复制 8 个字节时钟周期（如果它命中缓存）仍然是一个很大的改进。）