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c++ vector的动态扩容机制是怎样的

c++
小樊
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2024-09-16 16:36:16
栏目: 编程语言

C++中的std::vector是一个动态数组,它可以根据需要自动调整大小

  1. 内存分配器std::vector使用内存分配器来管理其内存。默认情况下,它使用std::allocator<T>,其中Tstd::vector中元素的类型。内存分配器负责分配、释放和管理内存。
  2. 初始容量和容量增长:当创建一个空的std::vector时,它最初没有分配任何内存。但是,当第一个元素被添加到std::vector时,它会分配一些内存来存储这个元素。这个初始容量通常很小(例如,1个元素)。当std::vector需要更多空间来存储新元素时,它会按照一定的策略增加其容量。
  3. 容量增长策略:当std::vector需要更多空间来存储新元素时,它会按照以下步骤进行扩容: a. 计算新的容量:通常,新的容量是当前容量的两倍(具体实现可能有所不同,但这是一个常见的策略)。 b. 使用内存分配器分配足够的内存来存储新容量的元素。 c. 将现有元素从旧内存位置复制或移动到新内存位置。 d. 释放旧内存。
  4. 添加新元素:当向std::vector添加新元素时,如果当前容量不足以存储新元素,则会触发扩容。添加新元素后,std::vector的大小会增加1。
  5. 缓存友好性:由于std::vector在扩容时通常会按照指数级增长,因此它在内存中的布局相对紧凑,这有助于提高缓存友好性。
  6. 手动控制容量:如果你知道std::vector将包含多少元素,你可以使用reserve()函数预先分配足够的内存,从而避免多次扩容。这可以提高性能,特别是在添加大量元素时。

需要注意的是,std::vector的动态扩容机制可能导致内存分配和元素复制/移动操作,这可能会影响性能。因此,在性能关键的应用中,最好预先估计所需的元素数量,并使用reserve()函数预先分配内存。

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