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  • c++中的vector原理

    vector
    vector就是动态数组.它也是在堆中分配内存,元素连续存放,有保留内存,如果减少大小后,内存也不会释放.如果新值>当前大小时才会再分配内存.

    它拥有一段连续的内存空间,并且起始地址不变,因此它能非常好的支持随即存取,即[]操作符,但由于它的内存空间是连续的,所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝,另外,当该数组后的内存空间不够时,需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。

    对最后元素操作最快(在后面添加删除最快 ), 此时一般不需要移动内存,只有保留内存不够时才需要

    对中间和开始处进行添加删除元素操作需要移动内存,如果你的元素是结构或是类,那么移动的同时还会进行构造和析构操作,所以性能不高 (最好将结构或类的指针放入vector中,而不是结构或类本身,这样可以避免移动时的构造与析构)。
    访问方面,对任何元素的访问都是O(1),也就是是常数的,所以vector常用来保存需要经常进行随机访问的内容,并且不需要经常对中间元素进行添加删除操作.

    相比较可以看到vector的属性与string差不多,同样可以使用capacity看当前保留的内存,使用swap来减少它使用的内存.

    capacity()返回vector所能容纳的元素数量

    例如下面的代码

    
    

    #include <iostream>
    #include <vector>
    using namespace std;
    class A{
    char *p;
    public: A();
    ~A();
    };

    template<typename T>

    int traverse(vector<T> vecData){
    typename vector<T>::iterator it;
    int i=0;
    //for(T::size_type i=0;it!=vecData.end();it++,i++)
    for (it = vecData.begin(); it != vecData.end(); ++it)
    cout<<" "<<i<<" "<<*it<<endl;
    }
    A::A(){p=(char *)malloc(sizeof(char) * 1024);}
    A::~A(){free(p);}
    int f();
    int main(){f();}
    int f(){
    A o;
    vector<string> vecData;
    vector<char*> vecPtr;
    char *a=(char *)malloc(sizeof(char) * 1024);
    a[0]='o';
    a[1]='k';
    a[3]='';
    string data="1234";
    vecData.push_back(data);
    cout<<"vecData[0] "<<vecData[0]<<" capacity: "<<vecData.capacity()<<endl;
    data.clear();
    data="4321";
    vecData.push_back(data);
    cout<<"vecData[1] "<<vecData[1]<<" capacity: "<<vecData.capacity()<<endl;
    data.clear();
    std::sort(vecData.begin(),vecData.end());
    traverse(vecData);
    vecPtr.push_back(a);
    cout<<"before ptr vector release"<<endl;
    traverse(vecPtr);
    free(a);
    a=NULL;
    cout<<"after ptr vector release"<<endl;
    traverse(vecPtr);
    }



     

    此时运行valgrind:

    (1)不会出现vecData内存未释放的情况,说明vector对象析构函数在退出的时候自动进行了调用;

    (2)不会出现因为删除掉data就导致读不到vector中内容的情况,说明在push_back增加元素的时候进行了拷贝操作,即使是原有数据删除也不会影响;

    (3)当vector中的元素为指针的时候,拷贝的是指针本身,而不是指针指向的对象,此时释放掉指针对象的空间,那么vector中的元素就找不到地址,用valgrind会告诉说访问已经free的内存,但是不会出现内存泄露;

    ==14367== Invalid read of size 1
    ==14367==    at 0x3B7726CF1A: _IO_file_xsputn@@GLIBC_2.2.5 (in /lib64/libc-2.5.so)
    ==14367==    by 0x3B7726234A: fwrite (in /lib64/libc-2.5.so)
    ==14367==    by 0x3E95690310: std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*) (in /usr/lib64/libstdc++.so.6.0.8)
    ==14367==    by 0x403D9D: int traverse<char*>(std::vector<char*, std::allocator<char*> >) (testVector.cpp:33)
    ==14367==    by 0x4013FA: f() (testVector.cpp:64)
    ==14367==    by 0x4014FA: main (testVector.cpp:38)
    ==14367==  Address 0x4e24481 is 1 bytes inside a block of size 1,024 free'd
    ==14367==    at 0x4A05D21: free (vg_replace_malloc.c:325)
    ==14367==    by 0x401374: f() (testVector.cpp:60)
    ==14367==    by 0x4014FA: main (testVector.cpp:38)
    ==14367== 
            0       ok
    ==14367== 
    ==14367== HEAP SUMMARY:
    ==14367==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
    ==14367==   total heap usage: 12 allocs, 13 frees, 2,220 bytes allocated
    ==14367== 
    ==14367== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
    ==14367== 
    ==14367== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
    ==14367== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
    ==14367== ERROR SUMMARY: 9 errors from 8 contexts (suppressed: 4 from 4)
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