constexpr 数组与双端队列，内存利用率

Posted 2023-03-25

【中文标题】constexpr 数组与双端队列，内存利用率

【英文标题】：constexpr array vs deque, memory utilization

【发布时间】：2021-12-28 05:31:53

【问题描述】：

我需要在我的代码中存储大约 30 个整数的预先已知大小，我已经准备好了

constexpr std::array<size_t, 30> MAPPING1, 2, 3, ...;

如果我没记错的话，上面会在编译时进行评估，但它也会占用一个大小为 30 个整数的单个顺序内存块？

如果是这样，是否值得使用 std::deque 代替

const std::deque<int> MAPPING1, 2, 3, ...;

这样，对于双端队列，我们​​不会使用单个大的顺序内存块，而是使用一堆碎片块，因此即使内存碎片也能正常工作？

如果我遗漏了什么，请告诉我，谢谢

【问题讨论】：

数组总是一个连续的内存块。它是固定大小的（即它的大小在编译时已知）双端队列是一个动态容器，它可以在运行时增大大小。 Deque 对其内容使用动态分配（每个项目都分配在不同的位置），而如果您不自己在动态存储上分配它，则数组不会。

如果您已经知道大小，为什么还要考虑出队？

IMO 碎片对于如此小的分配是不值得担心的。使用array。此外，deque 将使用更多内存，因为它需要记账。

【参考方案1】：

这里不值得使用std::deque。

它还会占用一个大小为 30 个整数的连续内存块吗？

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是的，它会占用一个大小为 30 个整数的连续内存块在堆栈中

这样，对于双端队列，我们​​不会使用单个大的顺序内存块，它可能会使用一堆碎片块，因此即使内存是碎片的，它也能正常工作？

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它是implementation-dependent，对于 30 个整数，它们可能会被分成几个小块，也可能不会，但它会使用 堆 内存，因此会产生运行时开销：

与 std::vector 不同，双端队列的元素不被存储 连续的：典型的实现使用一个单独的序列 分配的固定大小的数组，带有额外的簿记，这意味着 对双端队列的索引访问必须执行两个指针解引用， 与向量的索引访问相比，它只执行一次。

根据@Homer512的评论，我们在使用堆的时候还需要注意内存碎片，可能存在内存浪费，我们无法避免。

【讨论】：

好答案。我没有检查过 VC，但 gcc 使用 512 字节的固定块作为其双端队列。或 128 个整数。也许值得注意。我还要补充一点，现在堆碎片问题比历史上要少得多。尤其是在 64 位中，这不值得担心

@Homer512 感谢您提供如此出色的补充！我想参考您的评论。

感谢您的回答和澄清，我现在明白了:-)