C++晋升之std中vector的实现原理（标准模板动态库中矢量的实现原理）

Posted 2020-06-13

我们实现的数据结构是为了解决在执行过程中动态的开辟空间使用（比如我们不停的输入，输入的多少我们不确定）

假设当你看到这篇文章的话，就当作是零食咀嚼，营养没有有BUG，能够直接看我博客中文章：CPU对内存的管理，进一步和一些改正的理解

原理两种：

一、笨办法

我们第一次用多少空间，开辟多少空间A

我们第二次用空间，会开辟大于第一次开辟的空间B，将A里的数据复制到B中，然后释放A。在C中写入新的数据

缺点：在于拷贝的次数太多，效率低

二、改进的办法

矢量有一个參数，里面填写预留的空间，增加我们填写的预留空间大小是B，这里是预留B的地址，并没有真正的开辟物理内存，预留的作用于假设这时候假设须要开辟空间做其它事情，开辟的空间会避开B。这样不好造成在这里的数据变成不连续

然后开辟空间写入数据A（A所占内存小于4K，），vector中的realloc提交数据后操作系统管理内存的机制会映射一个“内存页”4K的空间给你来使用（假设数据A大于4k，开两页、三页……）。这时候物理内存和内存地址相应起来了，当在B中继续开辟空间填写数据D，这时候存入D的物理内存并非真正的开辟。而是接着使用刚刚开辟的“内存页”，仅仅有当4K空间用完，才会再次分配一个页使用

当写入的数据超过B，会将之前的全部数据提交。会又一次保留一块空间C（至少大于B）。将B中的数据拷贝入C中。释放B

长处：拷贝次数大大降低。效率提高

问：数组的线性地址和物理地址是否都必须连续

解：数组的地址肯定连续的，可是连续不过线性地址，也就是虚拟地址，或者说是地址编号，物理地址能够不是连续的

每一个进程都能够使用2G的内存，每一个进程都有一张页表，这里有一个寄存器CR3，来保存自己进程的页表，切换进程的时候CR3替换掉

（PanPen120原创 如有建议 请留言）