C++ STL vector 内存分配

  vector为了支持快速的随机访问,vector容器的元素以连续方式存放,每一个元素都紧挨着前一个元素存储。
  当vector添加一个元素时,为了满足连续存放这个特性,都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间,这样性能难以接受。因此STL实现者在对vector进行内存分配时,其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说,vector容器预留了一些额外的存储区,用于存放新添加的元素,这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。
  通过下面代码可以更清楚的看到vector在push_back、insert、reserve、resize时占用内存的变化。
  #include
  #include
  #include
  #include
  using namespace std;
  //打印vector元素
  #define Display(v) copy(v.begin(), v.end(), ostream_iterator(cout, " ")); cout<
  /*
  * size()返回当前vector所容纳元素的数目
  * max_size()函数返回当前vector所能容纳元素数量的最大值(包括可重新分配内存)
  * capacity()函数返回当前vector在重新进行内存分配以前所能容纳的元素数量
  */
  #define PrintSC(v) printf("size:%d\tcapacity:%d\t\n", v.size(), v.capacity());
  int main(){
  int i;
  printf("%d\t%d\n", sizeof(int), sizeof(double)); //输出int和double的字节数
  //输出:4 8
  int data_int[5] = {1,2,3,4,5};
  double data_double[5] = {1.0,2.0,3.0,4.0,5.0};
  vector v0, v1, v2; //空的vector
  vector vi(data_int, data_int+5);
  vector vd(data_double, data_double+5);
  cout<
  //输出:1073741823
  //说明vector可分配的内存大小为 1073741823*4B 即为 4GB
  //max_size()源码为:size_type max_size() const { return static_cast(-1) / sizeof(value_type); }
  vector::iterator it0;
  for(i=0; i<5; i++){
  v0.push_back(i);
  PrintSC(v0);
  for(it0=v0.begin(); it0!=v0.end(); it0++)
  printf("%p ", it0);
  printf("\n");
  }
  //输出: size:1 capacity:1
  // 00A72F00
  // size:2 capacity:2
  // 00A72C38 00A72C3C
  // size:3 capacity:4
  // 00A72F00 00A72F04 00A72F08
  // size:4 capacity:4
  // 00A72F00 00A72F04 00A72F08 00A72F0C
  // size:5 capacity:8
  // 00A72C38 00A72C3C 00A72C40 00A72C44 00A72C48
  //说明使用push_back时,当size>capacity时,vector分配空间是成倍增长的,
  //而且为了保证能有连续的内存空间,重分配空间可能造成元素存储位置改变
  vector::iterator it1;托福答案
  v1.reserve(3);
  PrintSC(v1);
  for(i=0; i<5; i++){
  it1 = v1.begin(); //每次必须重新定位,因为有可能插入元素有可能造成重新分配内存空间,原指针作废
  v1.insert(it1, 1, i);
  PrintSC(v1);
  for(it1=v1.begin(); it1!=v1.end(); it1++)
  printf("%p ", it1);
  printf("\n");
  }
  //输出: size:1 capacity:3
  // 00482F00
  // size:2 capacity:3
  // 00482F00 00482F04
  // size:3 capacity:3
  // 00482F00 00482F04 00482F08
  // size:4 capacity:6
  // 00482C60 00482C64 00482C68 00482C6C
  // size:5 capacity:6
  // 00482C60 00482C64 00482C68 00482C6C 00482C70
  //说明使用insert的时候与push_back分配内存类似,都是不足时以两倍原大小重分配,
  //如果使用了reserve,则会预留指定大小连续空间雅思答案
  v1.resize(7, -1);
  PrintSC(v1);
  for(it1=v1.begin(); it1!=v1.end(); it1++)
  printf("%p ", it1);
  printf("\n");
  v1.resize(3, -1);
  PrintSC(v1);
  for(it1=v1.begin(); it1!=v1.end(); it1++)
  printf("%p ", it1);
  printf("\n");
  v1.resize(13, -1);
  PrintSC(v1);
  for(it1=v1.begin(); it1!=v1.end(); it1++)
  printf("%p ", it1);
  printf("\n");
  v1.resize(3, -1);
  PrintSC(v1);
  for(it1=v1.begin(); it1!=v1.end(); it1++)
  printf("%p ", it1);
  printf("\n");
  //输出: size:7 capacity:10
  // 005A2C80 005A2C84 005A2C88 005A2C8C 005A2C90 005A2C94 005A2C98
  // size:3 capacity:10
  // 005A2C80 005A2C84 005A2C88
  // size:13 capacity:13
  // 005A2CB0 005A2CB4 005A2CB8 005A2CBC 005A2CC0 005A2CC4 005A2CC8 005A2CCC 005A2CD0 005A2CD4 005A2CD8 005A2CDC 005A2CE0
  // size:3 capacity:13
  // 005A2CB0 005A2CB4 005A2CB8
  //说明使用resize的时候当new_size大于当前capacity的时候,会发生内存重分配。
  Display(v0);
  PrintSC(v0);
  v0.clear(); //删除当前vector中的所有元素
  Display(v0);
  PrintSC(v0);
  //输出: 0 1 2 3 4
  // size:5 capacity:8
  // www.yzyedu.com
  // size:0 capacity:8
  //说明clear函数不能回收vector占用的内存空间
  return 0;
  }
  另外,resize的时候内存分配机制还有些疑问!

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