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c++中的vector原理

2024-07-07 15:37:49   221人阅读

 

vector
vector就是动态数组.它也是在堆中分配内存,元素连续存放,有保留内存,如果减少大小后，内存也不会释放.如果新值>当前大小时才会再分配内存.

它拥有一段连续的内存空间，并且起始地址不变，因此它能非常好的支持随即存取，即[]操作符，但由于它的内存空间是连续的，所以在中间进行插入和删除会造成内存块的拷贝，另外，当该数组后的内存空间不够时，需要重新申请一块足够大的内存并进行内存的拷贝。这些都大大影响了vector的效率。

对最后元素操作最快(在后面添加删除最快 ), 此时一般不需要移动内存,只有保留内存不够时才需要

 

对中间和开始处进行添加删除元素操作需要移动内存,如果你的元素是结构或是类,那么移动的同时还会进行构造和析构操作，所以性能不高 （最好将结构或类的指针放入vector中，而不是结构或类本身，这样可以避免移动时的构造与析构)。
访问方面,对任何元素的访问都是O(1),也就是是常数的,所以vector常用来保存需要经常进行随机访问的内容,并且不需要经常对中间元素进行添加删除操作.

相比较可以看到vector的属性与string差不多,同样可以使用capacity看当前保留的内存,使用swap来减少它使用的内存.

capacity()返回vector所能容纳的元素数量

例如下面的代码

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
class A{
    char *p;
    public: A();
    ~A();
};
 
template<typename T>
int traverse(vector<T> vecData){
    typename vector<T>::iterator it; 
    int i=0;
    //for(T::size_type i=0;it!=vecData.end();it++,i++)
    for (it = vecData.begin(); it != vecData.end(); ++it)
       cout<<"\t"<<i<<"\t"<<*it<<endl;
}
A::A(){p=(char *)malloc(sizeof(char) * 1024);}
A::~A(){free(p);}
int f();
int  main(){f();}
int f(){
    A o;
    vector<string> vecData;
    vector<char*> vecPtr;
    char *a=(char *)malloc(sizeof(char) * 1024);
    a[0]=‘o‘;
    a[1]=‘k‘;
    a[3]=‘\0‘;
    string data="http://www.mamicode.com/1234";
    vecData.push_back(data);
    cout<<"vecData[0]\t"<<vecData[0]<<"\tcapacity:\t"<<vecData.capacity()<<endl;
    data.clear();
    data="http://www.mamicode.com/4321";
    vecData.push_back(data);
    cout<<"vecData[1]\t"<<vecData[1]<<"\tcapacity:\t"<<vecData.capacity()<<endl;
    data.clear();
    std::sort(vecData.begin(),vecData.end());
    traverse(vecData);
    vecPtr.push_back(a);
    cout<<"before ptr vector release"<<endl;
    traverse(vecPtr);
    free(a);
    a=NULL;
    cout<<"after ptr vector release"<<endl;
    traverse(vecPtr);
}


 
 
 
此时运行valgrind：
（1）不会出现vecData内存未释放的情况，说明vector对象析构函数在退出的时候自动进行了调用；
（2）不会出现因为删除掉data就导致读不到vector中内容的情况，说明在push_back增加元素的时候进行了拷贝操作，即使是原有数据删除也不会影响；
（3）当vector中的元素为指针的时候，拷贝的是指针本身，而不是指针指向的对象，此时释放掉指针对象的空间，那么vector中的元素就找不到地址，用valgrind会告诉说访问已经free的内存，但是不会出现内存泄露；
==14367== Invalid read of size 1
==14367==    at 0x3B7726CF1A: _IO_file_xsputn@@GLIBC_2.2.5 (in /lib64/libc-2.5.so)
==14367==    by 0x3B7726234A: fwrite (in /lib64/libc-2.5.so)
==14367==    by 0x3E95690310: std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >& std::operator<< <std::char_traits<char> >(std::basic_ostream<char, std::char_traits<char> >&, char const*) (in /usr/lib64/libstdc++.so.6.0.8)
==14367==    by 0x403D9D: int traverse<char*>(std::vector<char*, std::allocator<char*> >) (testVector.cpp:33)
==14367==    by 0x4013FA: f() (testVector.cpp:64)
==14367==    by 0x4014FA: main (testVector.cpp:38)
==14367==  Address 0x4e24481 is 1 bytes inside a block of size 1,024 free‘d
==14367==    at 0x4A05D21: free (vg_replace_malloc.c:325)
==14367==    by 0x401374: f() (testVector.cpp:60)
==14367==    by 0x4014FA: main (testVector.cpp:38)
==14367== 
        0       ok
==14367== 
==14367== HEAP SUMMARY:
==14367==     in use at exit: 0 bytes in 0 blocks
==14367==   total heap usage: 12 allocs, 13 frees, 2,220 bytes allocated
==14367== 
==14367== All heap blocks were freed -- no leaks are possible
==14367== 
==14367== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v
==14367== Use --track-origins=yes to see where uninitialised values come from
==14367== ERROR SUMMARY: 9 errors from 8 contexts (suppressed: 4 from 4)
 
 






























        

            
                
                  
                
                

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