std::vector::reserve 实际上是如何工作的？

Posted 2023-02-21

【中文标题】std::vector::reserve 实际上是如何工作的？

【英文标题】：How does std::vector::reserve actually work?

【发布时间】：2021-05-17 02:01:54

【问题描述】：

我了解.reserve() 为向量保留内存，但实际上并未修改其大小。但是这是如何实现的呢？你怎么能只保留内存而不分配它？

编辑：我特别问的是如何在不分配内存的情况下保留内存，而不是std::vector 的一般工作原理

【问题讨论】：

这能回答你的问题吗？ How does c++ std::vector work?

@OrangeDog 我专门询问如何保留内存，因为我知道动态内存分配的工作原理。感谢您的建议

@OrangeDog 实际上，我找到了对您链接的问题的回复 (***.com/a/3167551/13647419)，这涉及到保留内存的主题，但仍然没有太大意义。该内存是否已使用？

它确实描述了reserve 的工作原理。它分配内存。

是的，我被解释为 reserve 实际上分配了内存，所以我也会仔细看看你发送的答案，因为我误解了

【参考方案1】：

向量的大小是它所包含的元素的数量。向量的 容量 是它在不分配额外内存的情况下可以容纳的元素数量。 reserve 可以通过重新分配和复制元素来增加容量。这会增加容量，但不会改变大小。

【参考方案2】：

你误解了一件主要的事情：std::vector::reserve 实际上是分配内存。

假设我们创建了一个自定义Allocator，例如：

template <typename T>
struct Allocator

    using value_type = T;

    Allocator() = default;
 
    T* allocate( std::size_t N )
    
        N *= sizeof( T );
        std::cout << "Allocation " << N << " bytes" << std::endl;
        return static_cast< T* >( ::operator new( N ) );
    
 
    void deallocate( T *ptr, std::size_t N ) 
    
        std::cout << "Deallocation " << (N * sizeof * ptr) << " bytes" << std::endl;
        ::operator delete( ptr );
    
;

如果你像这样使用它：

int main()

    std::vector< int, Allocator< int > > v;
    v.reserve( 100 );

输出将是：

Allocation 400 bytes
Deallocation 400 bytes

你可以玩here。

【参考方案3】：

vector::reserve 确实分配了内存，因此您关于保留内存而不分配的问题是不正确的。关键是可以在不改变向量大小的情况下保留内存。基本上一个向量有两种大小，它的大小和容量。 reserve 分配内存并更改容量，但不更改大小。

在任何给定时间，0 <= size <= capacity 都是正确的。容量反映了分配的内存量，大小反映了该内存中构造元素的数量。

【讨论】：

哦……不过据我了解，保留的内存还是可以用不同的方式使用的吧？

@H-005 不，这不是真的（至少矢量不是真的）。​​

@H-005 可以在保留的内存中构造新元素，但向量仍然“拥有”所有内存。没有办法重复使用或借用额外的容量。