1.1_基本的DynamicArray_图形学_

在图形学领域，动态数组（Dynamic Array）是一个基础且重要的数据结构，它在处理大量几何数据时发挥着关键作用。动态数组，也被称为可变大小的数组或动态大小的数组，与传统固定大小的数组不同，它允许在运行时动态地增加或减少容量。在图形学的教学1.1部分，我们将深入探讨这一概念。 动态数组的核心特点在于其灵活性。当数组达到其当前容量的极限，它会自动扩展以容纳更多的元素。这个过程通常涉及创建一个新的、更大的数组，然后将旧数组中的元素复制到新数组中。同样，当数组元素数量减少时，如果合适的机制存在，数组可能会缩小以节省内存。 在图形学中，动态数组常用于存储顶点数据、索引数据、纹理坐标或其他图形属性。例如，一个3D模型可能由数百甚至数千个顶点组成，每个顶点包含位置、颜色、法线等信息。使用动态数组，我们可以轻松地添加、删除或修改这些顶点，而无需预先知道确切的数量。这在处理复杂的模型或者实时交互式场景时尤其重要。 动态数组的实现通常基于两种主要的数据结构：链表和连续内存块。在C++中，`std::vector`是一个典型的动态数组实现，它使用连续内存块来存储元素，并在需要时自动调整大小。这种方式提供了接近于数组的访问速度，同时保持了灵活的大小调整。 在图形学中，动态数组的操作效率对于性能有直接影响。数组的扩展操作（如插入和删除）在最坏情况下可能导致O(n)的时间复杂度，这是因为需要移动大量的元素。因此，有效的管理策略，如预留空间或使用合适的增长策略（比如每次翻倍容量），可以显著优化性能。 此外，内存对齐也是动态数组在图形学中需要注意的一个方面。为了最大化硬件性能，尤其是GPU的并行计算能力，通常需要确保数据在内存中的排列符合特定的对齐规则。例如，顶点数据可能需要按照4字节或16字节对齐，以避免内存访问惩罚。 动态数组在图形学中扮演着不可或缺的角色，它提供了一种高效且灵活的方式来存储和操作大量的图形数据。理解动态数组的工作原理和优化技巧是图形学学习的基础，对于创建高性能的图形应用程序至关重要。在后续的学习中，我们将深入探讨如何在实践中利用动态数组来构建高效的图形渲染系统。