vector深度剖析

冷不防 2024-01-11 06:58 68阅读 0赞

一、vector特点

vector对象是动态存储的，从这一点看有点像链表，可以动态的增加或减少元素。我们也知道链表中是有指针变量，专门用于存储上一个和下一个元素的地址。正是因为这两个指针的存在，我们才能做到动态的存储数据，即不用像数组那样必须事先申请好空间。链表的缺点就是不能够快速的随机访问其中元素，必须通过指针层层查找。

但是，**vector既可以实现动态存储数据，而且支持快速随机访问（用下标或者指针访问元素）。**对于能够用下标查找的数据类型，其存储方式必定是连续的，即每个元素紧挨着前一个元素存储。

> 这样对于vector来说，就会出现一个问题，我在初始定义vector的时候该给其申请多少内存空间？如果申请的很小，那么我来了新的数据改存放在哪里？如果申请的很大，我用不完，那岂不是很浪费内存空间？

二、内存模型

在Vector容器中有以下几个关于大小的函数

<table style="width:386px;"> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>方法</td> 
   <td>效果</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>size()</td> 
   <td>返回容器的大小</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>empty()</td> 
   <td>判断容器是否为空</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>max_size()</td> 
   <td>返回容器最大的可以存储的元素</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>capacity()</td> 
   <td>返回容器当前能够容纳的元素数量</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

对于vector和string，如果需要更多空间，就以类似realloc的思想来增长大小。这个类似于realloc的操作有四个部分：

*  分配新的内存块，它有容器目前容量的倍数。在大部分实现中，vector和string的容量每次以2为因数增长。也就是说，当容器必须扩展时，它们的容量每次翻倍。
 *  把所有元素从容器的旧内存拷贝到它的新内存。
 *  销毁旧内存中的对象。
 *  回收旧内存

给了所有的分配，回收，拷贝和析构，你就应该知道那些步骤都很昂贵。而且当你想到每次这些步骤发生时，所有指向vector或string中的迭代器、指针和引用都会失效时，它会给你打击的。这意味着简单地把一个元素插入vector或string的动作需要更新其他使用了指向vector或string中的迭代器、指针或引用的数据结构。

reserve成员函数允许你最小化必须进行的重新分配的次数，因而可以避免真分配的开销和迭代器/指针/引用失效。

三、注意问题

1. 需要保存若干同类数据项时，用vector比较方便。不用管理下标，直接push\_back即可。

2. 当程序重复执行一段代码时，之前保存数据用的vector需要清空。  
因为不是按照下标保存的数据，不清空原有数据直接push\_back的话，那么使用数据时只取vector的前若干项，还是之前保存的数据。  
所以，每次开始执行该功能时，需要把vector清空。

3. 清空vector数据时，如果保存的数据项是指针类型，需要逐项delete，否则会造成内存泄露。