c/c++ 标准容器 vector的内存空间是如何自动增长的

c/c++ 标准容器 vector的内存空间是如何自动增长的

vector,string,deque的内存存储机制：在一个连续的内存空间存储，所以才支持下标操作。

vector的课题：由于容器的大小是可变的，当插入元素后，vector必须分配新的内存来保存已有元素和新的元素，将已有元素从旧的内存地址移动到新的内存地址，并释放掉旧的内存空间。如果我们每添加一个新元素，vector就执行一次这样的内存分配和释放操作，性能会慢到不可接受

解决方案：为了避免这种代价，标准库实现者采用了可以减少容器空间重新分配次数的策略。当不得不获取新的内存空间时，vector和string的实现通常会分配比新的要求空间更大的内存空间。容器预留这些空间备用，可用来保存更多的元素。这样，就不需要每次添加新元素都重新分配容器的内存空间了。

有了上述的背景，就有了下面的函数：

capacity	返回size + 预留空间的大小
reserve(n)	分配至少能容纳n个元素的空间
shrink_to_fit	将capacity()减少为为与size()相同大小

#include <iostream>

#include <vector>

#include <string>

#include <list>

#include <forward_list>

#include <deque>

using namespace std;

int main(){

  //下面代码展示了size和capacity之间的相互作用

  vector<int> ivec;

  //size为0；capacity的值依赖于库的具体实现

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

  //想ivec添加24个元素

  for(vector<int>::size_type i = 0; i != 24; ++i){

    ivec.push_back(i);

  }

  //size为24；capacity大于等于24

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

  //用reserve预分配一些额外的空间

  ivec.reserve(50);

  //size还是24；capacity大于等于50

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

  //添加元素，用光多余容量

  while(ivec.size() != ivec.capacity()){

    ivec.push_back(0);

  }

  //size为50；capacity为50

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

  //再添加一个元素，vector就不得不重新分配空间

  ivec.push_back(51);

  //size为51；capacity的值依赖于库的具体实现

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

  //要求归还内存

  //shrink_to_fit只是一个请求，标准库并不保证退还内存

  ivec.shrink_to_fit();

  //size为51；capacity的值依赖于库的具体实现

  cout << " ivec:size: " << ivec.size()

       << " capaciy: " << ivec.capacity() << endl;

}

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