首先必须要了解vector是一种特殊的数组,因此其内存必然是连续的
其次它的连续是建立在不断地对内存的预分配上的,即不断地销毁当前,重新建立内存,效率有点低。所以存在几个函数capacity, size
一、前言
首先说明,vector可以理解为动态数组,既然是数组,那么它在内存中就应该是一块连续的内存,但vector是如何支持动态增长的呢?关于这个问题,网上有很对说法,但其中有些说法是错误的,最近看到有一篇博友的解释就非常正确vector空间动态增长,这里就针对的他的解释进行进一步的阐述,并进行实际验证。
二、vector内存增长方式
C++primer中多次明确指出对vector使用的建议是:先创建一个空的vector对象,然后再运行时再利用vector的成员函数push_back向其中添加元素。先以此来验证vector的内存的自动增长,程序说明为:创建一个空的vector a,然后采用push_back向其中添加元素,共迭代10次,运行环境为VS2010IDE
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a;
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
a.push_back(i);
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
}
return 0;
}
运行结果为:
在分析结果之前,首先介绍与vector的内存布局,然后再介绍与内存增长相关的四个函数,分别为size()、capacity()、reserve()、resize()函数。
(1)vector内存布局
start迭代器指向已用空间的首元素,finish指向已用空间的尾元素的下一个位置,end_of_storage指向可用空间的末尾。
(2)size()、capacity()、reserve()、resize()函数
size()函数返回的是已用空间大小,capacity()返回的是总空间大小,capacity()-size()则是剩余的可用空间大小。当size()和capacity()相等,说明vector目前的空间已被用完,如果再添加新元素,则会引起vector空间的动态增长。reserve(n)预先分配一块较大的指定大小的内存空间,其中n为分配空间大小;resize()成员函数只改变元素的数目,不改变vector的容量。
再看刚刚的运行结果,首先可以确定,在VS2010的编译器里面每次并不是增长固定的内存,可以看出是增长当前内存的一半。而且由于我们的程序没有调用reserve(n)函数预先分配一块内存,所以内存增长是编译器自动完成的。这个自动增长包括重新分配内存空间、拷贝原空间、释放原空间三个过程,具体策略为当添加元素时,如果vector空间大小不足,则会以原大小的1.5倍另外配置一块较大的新空间,然后将原空间内容拷贝过来,在新空间的内容末尾添加元素,并释放原空间。也就是说vector的空间动态增加大小,并不是在原空间之后的相邻地址增加新空间,因为vector的空间是线性连续分配的,不能保证原空间之后有可供配置的空间。这就解释了上述程序的运行结果。
但是,针对以上自动完成的内存增长过程,由于包括重新分配内存空间、拷贝原空间、释放原空间等步骤,这些过程会降低程序效率,因此可以使用reserve(n)预先分配一块较大的指定大小的内存空间,这样当指定大小的内存空间未使用完时,是不会重新分配内存空间的,这样便提升了效率。下面对上一个程序进行扩展如下,即再定义一个vector b,预先分配10个内存,进行11次push_back操作
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a;
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
a.push_back(i);
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
}
cout << endl;
vector<int> b;
b.reserve(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
b.push_back(i);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
}
b.push_back(11);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
cout << endl;
return 0;
}
运行结果如下:
可以看到,在调用了reserve(10)进行预先内存分配之后,前10次push_back操作vector b 的capacity并没有增长,但是在第11次push_back操作时,由于当前b的size() > capacity(),所以vector自动进行了内存扩充,由10变为15(1.5倍)。也就是说,前10次能避免每次都进行内存扩充,能有效提高效率,但是第11次就不会。但有一点要注意,如果在当前容量没有用完的情况下,再一次调用reserve(n)函数时,只有当n > 当前capacity()时,vector当前容量才会改变。再对上述程序进行扩展,分别加上b.reserve(13)和reserve(20),如下
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a;
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
a.push_back(i);
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
}
cout << endl;
vector<int> b;
b.reserve(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
b.push_back(i);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
}
b.push_back(11);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
cout << endl;
b.reserve(13);
cout << "after b.reserve(13):" << endl;
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
b.reserve(20);
cout << "after b.reserve(20):" << endl;
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
return 0;
}
运行结果为:
可以看到,在加上b.reserve(13),容器b的capacity并没有由15变为13,但加上 b.reserve(20)时却变化了;这也验证了上述结论。
对于resize()成员函数只改变元素的数目,不改变vector的容量的说法可以从下面的程序进行验证:
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
int main()
{
vector<int> a;
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
a.push_back(i);
cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl;
}
cout << endl;
vector<int> b;
b.reserve(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
b.push_back(i);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
}
b.push_back(11);
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
cout << endl;
b.reserve(13);
cout << "after b.reserve(13):" << endl;
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
b.resize(5);
cout << "after b.resize(5):" << endl;
cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl;
for (int i = 0; i < b.size(); i++)
{
cout << b[i] << endl;
}
return 0;
}
运行结果为:
可以看到,在加上resize(5)之后,容器的capacity()并没有增长,只是size()变为了5,而且通过打印vector元素可知,只截取了前五个元素。
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版权声明:本文为CSDN博主「赵同学」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
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一、前言
首先说明,vector可以理解为动态数组,既然是数组,那么它在内存中就应该是一块连续的内存,但vector是如何支持动态增长的呢?关于这个问题,网上有很对说法,但其中有些说法是错误的,最近看到有一篇博友的解释就非常正确vector空间动态增长,这里就针对的他的解释进行进一步的阐述,并进行实际验证。
二、vector内存增长方式
C++primer中多次明确指出对vector使用的建议是:先创建一个空的vector对象,然后再运行时再利用vector的成员函数push_back向其中添加元素。先以此来验证vector的内存的自动增长,程序说明为:创建一个空的vector a,然后采用push_back向其中添加元素,共迭代10次,运行环境为VS2010IDE
#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){ vector<int> a; cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; for (int i = 0; i < 10; i++) { a.push_back(i); cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; } return 0;}运行结果为:
在分析结果之前,首先介绍与vector的内存布局,然后再介绍与内存增长相关的四个函数,分别为size()、capacity()、reserve()、resize()函数。
(1)vector内存布局
start迭代器指向已用空间的首元素,finish指向已用空间的尾元素的下一个位置,end_of_storage指向可用空间的末尾。
(2)size()、capacity()、reserve()、resize()函数
size()函数返回的是已用空间大小,capacity()返回的是总空间大小,capacity()-size()则是剩余的可用空间大小。当size()和capacity()相等,说明vector目前的空间已被用完,如果再添加新元素,则会引起vector空间的动态增长。reserve(n)预先分配一块较大的指定大小的内存空间,其中n为分配空间大小;resize()成员函数只改变元素的数目,不改变vector的容量。 再看刚刚的运行结果,首先可以确定,在VS2010的编译器里面每次并不是增长固定的内存,可以看出是增长当前内存的一半。而且由于我们的程序没有调用reserve(n)函数预先分配一块内存,所以内存增长是编译器自动完成的。这个自动增长包括重新分配内存空间、拷贝原空间、释放原空间三个过程,具体策略为当添加元素时,如果vector空间大小不足,则会以原大小的1.5倍另外配置一块较大的新空间,然后将原空间内容拷贝过来,在新空间的内容末尾添加元素,并释放原空间。也就是说vector的空间动态增加大小,并不是在原空间之后的相邻地址增加新空间,因为vector的空间是线性连续分配的,不能保证原空间之后有可供配置的空间。这就解释了上述程序的运行结果。 但是,针对以上自动完成的内存增长过程,由于包括重新分配内存空间、拷贝原空间、释放原空间等步骤,这些过程会降低程序效率,因此可以使用reserve(n)预先分配一块较大的指定大小的内存空间,这样当指定大小的内存空间未使用完时,是不会重新分配内存空间的,这样便提升了效率。下面对上一个程序进行扩展如下,即再定义一个vector b,预先分配10个内存,进行11次push_back操作#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){ vector<int> a; cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; for (int i = 0; i < 10; i++) { a.push_back(i); cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; } cout << endl; vector<int> b; b.reserve(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { b.push_back(i); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; } b.push_back(11); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; cout << endl; return 0;}运行结果如下:
可以看到,在调用了reserve(10)进行预先内存分配之后,前10次push_back操作vector b 的capacity并没有增长,但是在第11次push_back操作时,由于当前b的size() > capacity(),所以vector自动进行了内存扩充,由10变为15(1.5倍)。也就是说,前10次能避免每次都进行内存扩充,能有效提高效率,但是第11次就不会。但有一点要注意,如果在当前容量没有用完的情况下,再一次调用reserve(n)函数时,只有当n > 当前capacity()时,vector当前容量才会改变。再对上述程序进行扩展,分别加上b.reserve(13)和reserve(20),如下#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){ vector<int> a; cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; for (int i = 0; i < 10; i++) { a.push_back(i); cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; } cout << endl; vector<int> b; b.reserve(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { b.push_back(i); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; } b.push_back(11); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; cout << endl; b.reserve(13); cout << "after b.reserve(13):" << endl; cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; b.reserve(20); cout << "after b.reserve(20):" << endl; cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; return 0;}运行结果为:
可以看到,在加上b.reserve(13),容器b的capacity并没有由15变为13,但加上 b.reserve(20)时却变化了;这也验证了上述结论。 对于resize()成员函数只改变元素的数目,不改变vector的容量的说法可以从下面的程序进行验证:#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){ vector<int> a; cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; for (int i = 0; i < 10; i++) { a.push_back(i); cout << "a.size(): " << a.size() << " a.capacity(): " << a.capacity() << endl; } cout << endl; vector<int> b; b.reserve(10); for (int i = 0; i < 10; i++) { b.push_back(i); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; } b.push_back(11); cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; cout << endl; b.reserve(13); cout << "after b.reserve(13):" << endl; cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; b.resize(5); cout << "after b.resize(5):" << endl; cout << "b.size(): " << b.size() << " b.capacity(): " << b.capacity() << endl; for (int i = 0; i < b.size(); i++) { cout << b[i] << endl; } return 0;}运行结果为:
可以看到,在加上resize(5)之后,容器的capacity()并没有增长,只是size()变为了5,而且通过打印vector元素可知,只截取了前五个元素。————————————————版权声明:本文为CSDN博主「赵同学」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。原文链接:https://blog.csdn.net/qq_26849233/article/details/70738621