vector&String的适当容量

        STL 中 vector 比较神奇的地方，就是它会自动的扩展自己的容量。而这些是在 C/C++ 的低级数据结构——数组里面是办不到的。

 

合适的扩张：

         譬如，在 C++ 中，有如下的代码：

         const int kSize = 10;

         int ar[kSize];

 

         数组 ar 的大小是在编译期间完成，它的内容是存在内存中的栈里面。顺便提一下，在 c 与 c++ 中，由编译器分配的内存是分配在栈（ Stack ）里面，而由程序员分配管理的内存是在堆（ heap ）里面。

 

         数组就是相同类型的一种集合的其中一种表现形式。它具有快速，简单的特点。但是想进一步的扩展是比较困难的。譬如我想把上面的数组的大小改为 11 ，那明显是很难办到的。 STL 中的 vector 可以帮你解决这个问题。

 

         譬如，在 C++ 中的下面的代码：

         const  int  kSize = 10;

         vector iv;

         for (int i = 0; i < kSize; ++i)  {

         iv.push_back(i);

}

那么容器 iv 中有是kSize个元素，同时，这个时候，我想在这个容器加进去一个元素，是非常方便的。譬如，我想加一个 int a = 100 的数进来， iv.push_back(a); 就行了。

 

 

是的，上面的代码确实是比较好，比数组灵活很多。但绝对不是最好的。这涉及到 vector 的内存分配机制。

先看 vector 的几个成员函数：

size （）：这个函数是获得 vector 容器有多少个元素。

capacity （）：这个函数获得 vector 容器还能在内存中可以容纳多少元素。（不会导致内存重新分配，下面会讲解这个）。

resize （） : 强行把 vector 的元素个数扩展或者是减少到所指定的元素。

reserve （）：把容器的容量置为所指定的元素。

 

vector 的内存分配机制：当向其插进元素，而超过它的容量的时候，它会以一种哲学的方式配置自己的容量。

什么是哲学的方式呢？按照上面的代码，当你想 iv 容器插入一个元素的时候，它可能分配 1 个大小的内存，也可能分配 2 个大小的内存，也可能分配 3 个大小的内存……在 GNU 的 g++ 中，它会以原来 2 倍的内存大小增加（请参考《 STL 源码剖析》）

同时，会进行一次的内存“搬移”，譬如假设上面已经有 5 个元素，他的容量也为 5 ，再向 vector 插入一个元素，这样会发生以下的动作：

1、  它必须重新分配适当的新的内存空间。

2、  把原来的数据“ copy ”过到新的空间，再插入一个元素。

3、  销毁原来的数据。

这是一个非常耗时的过程。

然而这个问题是怎么解决，不至于有这么多好耗时的动作呢？ reserve （）成员函数。把上面的代码改为：

         const  int  kSize = 10;

         vector iv;

         iv.reserve(kSize);

         for (int i = 0; i < kSize; ++i)  {

         iv.push_back(i);

 }

只是在 vector 在分配内存的机制上面，预先保留，就可以减少：

1、  内存重新分配。

2、  内存“数据搬移”

3、  销毁原来的数据

三个动作。

 

合适的收缩：

         问题的引进：现在容器 vector 存贮着 100000 人的数据，而我们只是根据某种质量，把关注点放在前十位。譬如：在这些人中，选出 10 个是长得最高的（只是需要简单的 sort 就行），其他的 99990 人都不关心，所以想从内存中删除。

代码 :

class Person {

         ……

}

vector ip;

……

 

在删除 vector 的元素，一般采用 erase-remove 的方法，但是这个方法只能是减少元素，并不能减少容器本身所占用的内存空间。咋办？比你想象的更加简单，只是需要一句话：

vector(ip).swap(ip);

 

当你打印出 ip.capacity() 的前后的值，就发现完全是不同的。

 

 

string 可以采用和 vector 基本相同的方式来管理合适的内存，不会导致内存的多次分配造成的无谓的消耗，也不会导致内存的过大，导致内存的浪费。

 

在合适的收缩内存这一点上，不一定采用 vector ，或者是 map 处理更加好， map 是采用红黑二叉树的方式写成，可以按照某种质量自动排序，获取前 10 位。

 

请参考《 C++ primer 》，《 Effective C++ 》，《 Effective STL 》，《 STL 源码剖析》