C ++中向量的初始容量

Question 1

什么是capacity()的std::vector这是使用默认constuctor产生的？我知道那size()是零。我们可以声明默认构造的向量不调用堆内存分配吗？

这样，就有可能使用单个分配来创建具有任意保留的数组std::vector<int> iv; iv.reserve(2345);。假设由于某种原因，我不想size()在2345上启动。

例如，在Linux（g ++ 4.4.5，内核2.6.32 amd64）上

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
  using namespace std;
  cout << vector<int>().capacity() << "," << vector<int>(10).capacity() << endl;
  return 0;
}

印刷0,10。这是规则，还是STL供应商相关？

Question 2

该标准未指定capacity容器的初始名称，因此您依赖于实现。常见的实现将使容量从零开始，但是并不能保证。另一方面，没有办法更好地std::vector<int> iv; iv.reserve(2345);坚持这一策略。

Question 3

std :: vector的存储实现差异很大，但是我遇到的所有实现都从0开始。

如下代码：

#include <iostream>
#include <vector>

int main()
{
  using namespace std;

  vector<int> normal;
  cout << normal.capacity() << endl;

  for (unsigned int loop = 0; loop != 10; ++loop)
  {
      normal.push_back(1);
      cout << normal.capacity() << endl;
  }

  cin.get();
  return 0;
}

提供以下输出：

根据GCC 5.1和：

根据MSVC 2013。

Question 4

据我了解的标准（尽管我实际上不能命名参考），容器实例化和内存分配出于有充分的理由被有意地分离了。因此，您有不同的，单独的要求

constructor 创建容器本身
reserve() 预分配一个适当的大内存块以容纳至少（！）个给定数量的对象

这很有道理。存在的唯一权利reserve()是使您有机会在增长向量时围绕可能昂贵的重新分配进行编码。为了有用，您必须知道要存储的对象数量，或者至少需要能够进行有根据的猜测。如果不这样做，则最好远离，reserve()因为您将更改内存浪费的重新分配。

所以放在一起：

标准故意不未指定一个构造函数，允许你预先分配的存储块的对象的特定数目（这将是至少比分配的实现特定的，固定的“东西”罩下更理想）。
分配不应是隐式的。因此，要预分配块，您需要单独调用，reserve()并且不必在同一构造位置（可以/当然应该稍后，在您知道要容纳的大小之后）
因此，如果向量总是总是预分配实现定义大小的存储块，这将挫败的预期工作reserve()，不是吗？
如果STL自然不知道向量的预期目的和预期大小，则预分配块有什么好处？如果不是适得其反，那将是荒谬的。
正确的解决方案是使用第一个分配和实现特定的块push_back()-如果尚未显式分配by reserve()。
在需要重新分配的情况下，块大小的增加也是特定于实现的。我所知道的向量实现以大小的指数增加开始，但是将增加速率限制为一定的最大值，以避免浪费大量的内存，甚至避免浪费内存。

所有这些都只有在不被分配构造函数干扰的情况下才能发挥全部作用和优势。对于常见情况，您有合理的默认值，可以根据需要将其替换为reserve()（和shrink_to_fit()）。因此，即使标准没有明确声明，对于所有当前的实现，我都可以肯定地假设一个新构造的向量没有预先分配是一个相当安全的选择。

Question 5

作为其他答案的补充，我发现在Visual Studio调试条件下运行时，即使容量从零开始，默认构造的向量仍将分配在堆上。

具体来说，如果_ITERATOR_DEBUG_LEVEL！= 0，则vector将分配一些空间来帮助进行迭代器检查。

https://docs.microsoft.com/zh-CN/cpp/standard-library/iterator-debug-level

我发现这有点烦人，因为当时我使用的是自定义分配器，并且没有期待额外的分配。

Question 6

这是一个古老的问题，这里的所有答案都正确地解释了标准的观点以及通过使用std::vector::reserve；以可移植的方式获得初始容量的方法。

但是，我将解释为什么对于任何STL实现来说，在构造std::vector<T>对象时分配内存都是没有意义的；

std::vector<T> 类型不完整；

在C ++ 17之前，std::vector<T>如果在T实例化点仍不确定的构造，则构造a的行为是不确定的。但是，该约束在C ++ 17中得到了放松。

为了有效地为对象分配内存，您需要知道其大小。从C ++ 17及更高版本开始，您的客户端可能会遇到您的std::vector<T>类不知道的大小的情况T。具有依赖于类型完整性的内存分配特征是否有意义？
Unwanted Memory allocations

有很多很多次您需要在软件中为图形建模。（树是图）；您很可能将其建模为：
```
class Node {
    ....
    std::vector<Node> children; //or std::vector< *some pointer type* > children;
    ....
 };
```
现在考虑一下，想象一下您是否有很多终端节点。如果您的STL实现仅在预期中包含对象时就分配了额外的内存，您将非常生气children。

这只是一个例子，您可以随意考虑更多...

Question 7

Standard没有指定容量的初始值，但是STL容器会自动增长以容纳您所输入的数据，前提是您不超过最大大小（请使用max_size成员函数知道）。对于向量和字符串，只要需要更多空间，就通过realloc处理增长。假设您要创建一个向量保持值1-1000。在不使用保留的情况下，代码通常会在以下循环中导致2到18个重新分配：

vector<int> v;
for ( int i = 1; i <= 1000; i++) v.push_back(i);

修改代码以使用储备金可能会在循环期间导致0分配：

vector<int> v;
v.reserve(1000);

for ( int i = 1; i <= 1000; i++) v.push_back(i);

粗略地说，向量和字符串的容量每次增长1.5到2之间。