Vector清空数据与释放内存(.clear与.swap的区别与使用)

Posted 2022-12-15 嚜寒

0）简单介绍

在vector的数据结构中，

.clear();清空数据

.size();当前vector容器内存储的元素的个数

.capacity();当前vector容器重新分配内存之前所能容纳的元素数量

.swap();函数交换

1）问题

在用vector做题时，输入完一组数据处理完后，及时clear()，然后输入下一组数据，但是如果在输入之前，输出之前vector所存的内容，会发现仍然存在，但是如果输出.empty();它会返回1，告诉我们这个容器现在是空的，这是因为使用.clear()清空内容，但是没有释放内存的原因。举例如下：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main()

	vector <int >a;
	cout<<a.empty()<<endl;//输出   1  代表该vector此时是空
	a.push_back(1);
	a.push_back(2);
	cout<<a[0]<<" "<<a[1]<<endl;//输出1 2
	cout<<a.empty()<<endl;//输出 0 代表该vector此时非空
	cout<<a.size()<<endl;//输出2
	cout<<a.capacity()<<endl;//输出2
	cout<<"***************"<<endl;

	//a[0]=NULL;a[1]=NULL; 这是赋值为0，并不清空数据，也不释放内存。
	a.clear();
	cout<<a[0]<<" "<<a[1]<<endl;//仍然输出1 2，因为没有释放内存，所以输出该地址的内容仍然与之前一样
	cout<<a.empty()<<endl;//输出1  代表该vector此时已经为空
	cout<<a.size()<<endl;//输出0，代表当前容器内存储元素个数是0，与.empty()类似，都告诉我们当前容器是空的意思
	cout<<a.capacity()<<endl;//输出2，代表当前该vector在重新分配存储空间前所能容纳的元素数量并没有改变
	cout<<"***************"<<endl;

	/*
	下面这五行说明，.pop_back()与.clear()起到了相同的作用，都是清空数据，但是没有释放内存
	while(!a.empty())
		a.pop_back();
	
	cout<<a.empty()<<endl;//输出 1 代表该vector此时已经为空
	cout<<a[0]<<" "<<a[1]<<endl;//仍然输出为 1 2，因为没有释放内存，所以输出该地址的内容仍然与之前一样
	*/
	a.push_back(4);
	cout<<a[0]<<" "<<a[1]<<" "<<a[2]<<endl;//输出 4 2 0   尽管没有释放内存，但是已经认为该vector已经被清空，所以再push_back();时，a[0]被覆盖。
	cout<<a.size()<<endl;//输出1，代表当前容器内存储元素个数是1，就是刚刚push_back();装进去的数起到的作用
	cout<<a.capacity()<<endl;//此时仍然输出2
	cout<<"***************"<<endl;

	//那么如何释放内存呢？我们用swap交换到一个新的类型的vector,将原来的a拷贝出去，然后自然销毁，而新的到的a是全新的没有存任何数据的
	vector<int>().swap(a);
	//a.swap();
	cout<<a.size()<<endl;//输出 0
	cout<<a.capacity()<<endl;.// 输出 0
	//cout<<a[1]<<endl;

2）处理办法

So，如果我们只是做题，.clear();就可以继续输入下一组数据了，尽管占据的内存大小不一定是我们希望的大小(不是输入新的数据后应该占据的内存大小)，但一般不会影响到做题。

如果我们想得到一个全新的该vector，那就用1）中code最后展示的一部分，用.swap();重新拷贝一个全新的vector，然后原有的vector会被自然销毁。另一个解决方法就是在每一次重新输入数据之前，我们都重新定义，当然这不是让你在一个作用域内将同名函数重定义（会报错），我们是指在比如for的每次循环的开头重新定义，让他们处在不同作用域，如下：

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
int main()

	int n=10;
	while(n--)
		vector <int >a;
		int k;
		cin>>k;
		for(int i=1;i<=k;i++)
			a.push_back(k);
		
		cout<<a.capacity()<<endl;//如果k先后输入 2 1 那么我们输出的vector占据的内存大小先后输出 2 1，这说明每一次都是一个全新的vector，当然如果你输入更多的测试数据比如，8 7 6 5 4 3 2 1，你会发现一个有趣的现象，vector对应输出的数是8 8 8 8 4 4 2 1，这是合理的，操作系统一课中曾经学到过这样一个分配内存空间的办法，就是每次分配的大小都介于2^n与2^(n+1)之间，这与vector分配空间有相通之处（参考下面的3））。
	

3）关于vector存储数据以及用.swap()释放内存的原理解释

vector由于是一个不定长存储的数据结构，每一次分配的大小都是比面前输入的数据个数略大一点（实际上也并不准确，参看2)code中注释，是介于2^n与2^（n+1)之间），所以每一次push_back()且发现当被分配的存储空间已装满数据时，都是将包含现有数据的vector进行拷贝，进入一个更大一点的vector，而原有的vector就会被自然销毁，我们用.swap()释放内存的原理其实是相似的，即手动进行了一次人工拷贝的操作。