首先必須要了解vector是一種特殊的數組，因此其內存必然是連續的
其次它的連續是建立在不斷地對內存的預分配上的，即不斷地銷毀當前，重新建立內存，效率有點低。所以存在幾個函數capacity, size
一、前言
首先說明，vector可以理解為動態數組，既然是數組，那么它在內存中就應該是一塊連續的內存，但vector是如何支持動態增長的呢？關於這個問題，網上有很對說法，但其中有些說法是錯誤的，最近看到有一篇博友的解釋就非常正確vector空間動態增長，這里就針對的他的解釋進行進一步的闡述，並進行實際驗證。
二、vector內存增長方式
C++primer中多次明確指出對vector使用的建議是：先創建一個空的vector對象，然后再運行時再利用vector的成員函數push_back向其中添加元素。先以此來驗證vector的內存的自動增長，程序說明為：創建一個空的vector a，然后采用push_back向其中添加元素，共迭代10次，運行環境為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;
}
運行結果為：
在分析結果之前，首先介紹與vector的內存布局，然后再介紹與內存增長相關的四個函數，分別為size()、capacity()、reserve()、resize()函數。
（1）vector內存布局
start迭代器指向已用空間的首元素，finish指向已用空間的尾元素的下一個位置，end_of_storage指向可用空間的末尾。
（2）size()、capacity()、reserve()、resize()函數
size()函數返回的是已用空間大小，capacity()返回的是總空間大小，capacity()-size()則是剩余的可用空間大小。當size()和capacity()相等，說明vector目前的空間已被用完，如果再添加新元素，則會引起vector空間的動態增長。reserve(n)預先分配一塊較大的指定大小的內存空間，其中n為分配空間大小；resize()成員函數只改變元素的數目，不改變vector的容量。
再看剛剛的運行結果，首先可以確定，在VS2010的編譯器里面每次並不是增長固定的內存，可以看出是增長當前內存的一半。而且由於我們的程序沒有調用reserve（n）函數預先分配一塊內存，所以內存增長是編譯器自動完成的。這個自動增長包括重新分配內存空間、拷貝原空間、釋放原空間三個過程，具體策略為當添加元素時，如果vector空間大小不足，則會以原大小的1.5倍另外配置一塊較大的新空間，然后將原空間內容拷貝過來，在新空間的內容末尾添加元素，並釋放原空間。也就是說vector的空間動態增加大小，並不是在原空間之后的相鄰地址增加新空間，因為vector的空間是線性連續分配的，不能保證原空間之后有可供配置的空間。這就解釋了上述程序的運行結果。
但是，針對以上自動完成的內存增長過程，由於包括重新分配內存空間、拷貝原空間、釋放原空間等步驟，這些過程會降低程序效率，因此可以使用reserve(n)預先分配一塊較大的指定大小的內存空間，這樣當指定大小的內存空間未使用完時，是不會重新分配內存空間的，這樣便提升了效率。下面對上一個程序進行擴展如下，即再定義一個vector b，預先分配10個內存，進行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;
}
運行結果如下：
可以看到，在調用了reserve（10）進行預先內存分配之后，前10次push_back操作vector b 的capacity並沒有增長，但是在第11次push_back操作時，由於當前b的size() > capacity()，所以vector自動進行了內存擴充，由10變為15（1.5倍）。也就是說，前10次能避免每次都進行內存擴充，能有效提高效率，但是第11次就不會。但有一點要注意，如果在當前容量沒有用完的情況下，再一次調用reserve(n)函數時，只有當n > 當前capacity()時，vector當前容量才會改變。再對上述程序進行擴展，分別加上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;
}
運行結果為：
可以看到，在加上b.reserve(13)，容器b的capacity並沒有由15變為13，但加上 b.reserve(20)時卻變化了;這也驗證了上述結論。
對於resize()成員函數只改變元素的數目，不改變vector的容量的說法可以從下面的程序進行驗證：
#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;
}
運行結果為：
可以看到，在加上resize(5)之后，容器的capacity()並沒有增長，只是size()變為了5，而且通過打印vector元素可知，只截取了前五個元素。
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版權聲明：本文為CSDN博主「趙同學」的原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_26849233/article/details/70738621
一、前言
首先說明，vector可以理解為動態數組，既然是數組，那么它在內存中就應該是一塊連續的內存，但vector是如何支持動態增長的呢？關於這個問題，網上有很對說法，但其中有些說法是錯誤的，最近看到有一篇博友的解釋就非常正確vector空間動態增長，這里就針對的他的解釋進行進一步的闡述，並進行實際驗證。
二、vector內存增長方式
C++primer中多次明確指出對vector使用的建議是：先創建一個空的vector對象，然后再運行時再利用vector的成員函數push_back向其中添加元素。先以此來驗證vector的內存的自動增長，程序說明為：創建一個空的vector a，然后采用push_back向其中添加元素，共迭代10次，運行環境為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;}運行結果為：
在分析結果之前，首先介紹與vector的內存布局，然后再介紹與內存增長相關的四個函數，分別為size()、capacity()、reserve()、resize()函數。
（1）vector內存布局
start迭代器指向已用空間的首元素，finish指向已用空間的尾元素的下一個位置，end_of_storage指向可用空間的末尾。
（2）size()、capacity()、reserve()、resize()函數
size()函數返回的是已用空間大小，capacity()返回的是總空間大小，capacity()-size()則是剩余的可用空間大小。當size()和capacity()相等，說明vector目前的空間已被用完，如果再添加新元素，則會引起vector空間的動態增長。reserve(n)預先分配一塊較大的指定大小的內存空間，其中n為分配空間大小；resize()成員函數只改變元素的數目，不改變vector的容量。 再看剛剛的運行結果，首先可以確定，在VS2010的編譯器里面每次並不是增長固定的內存，可以看出是增長當前內存的一半。而且由於我們的程序沒有調用reserve（n）函數預先分配一塊內存，所以內存增長是編譯器自動完成的。這個自動增長包括重新分配內存空間、拷貝原空間、釋放原空間三個過程，具體策略為當添加元素時，如果vector空間大小不足，則會以原大小的1.5倍另外配置一塊較大的新空間，然后將原空間內容拷貝過來，在新空間的內容末尾添加元素，並釋放原空間。也就是說vector的空間動態增加大小，並不是在原空間之后的相鄰地址增加新空間，因為vector的空間是線性連續分配的，不能保證原空間之后有可供配置的空間。這就解釋了上述程序的運行結果。 但是，針對以上自動完成的內存增長過程，由於包括重新分配內存空間、拷貝原空間、釋放原空間等步驟，這些過程會降低程序效率，因此可以使用reserve(n)預先分配一塊較大的指定大小的內存空間，這樣當指定大小的內存空間未使用完時，是不會重新分配內存空間的，這樣便提升了效率。下面對上一個程序進行擴展如下，即再定義一個vector b，預先分配10個內存，進行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;}運行結果如下：
可以看到，在調用了reserve（10）進行預先內存分配之后，前10次push_back操作vector b 的capacity並沒有增長，但是在第11次push_back操作時，由於當前b的size() > capacity()，所以vector自動進行了內存擴充，由10變為15（1.5倍）。也就是說，前10次能避免每次都進行內存擴充，能有效提高效率，但是第11次就不會。但有一點要注意，如果在當前容量沒有用完的情況下，再一次調用reserve(n)函數時，只有當n > 當前capacity()時，vector當前容量才會改變。再對上述程序進行擴展，分別加上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;}運行結果為：
可以看到，在加上b.reserve(13)，容器b的capacity並沒有由15變為13，但加上 b.reserve(20)時卻變化了;這也驗證了上述結論。 對於resize()成員函數只改變元素的數目，不改變vector的容量的說法可以從下面的程序進行驗證：#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;}運行結果為：
可以看到，在加上resize(5)之后，容器的capacity()並沒有增長，只是size()變為了5，而且通過打印vector元素可知，只截取了前五個元素。————————————————版權聲明：本文為CSDN博主「趙同學」的原創文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版權協議，轉載請附上原文出處鏈接及本聲明。原文鏈接：https://blog.csdn.net/qq_26849233/article/details/70738621