C++，STL，vector: size,capacity,resize,reserve,max_size

1、vector 内存增长模式

vector是一种特殊的数组，因此其内存必然是连续的。它的连续是建立在不断地对内存的预分配上的，即不断地销毁当前，重新建立内存，效率有点低。

vector 容器扩容的过程需要经历以下 3 步：（当 size == capacity 时候，如果要添加元素，就会扩充）

1. 完全弃用现有的内存空间，重新申请更大的内存空间；
2. 将旧内存空间中的数据，按原有顺序移动到新的内存空间中；
3. 最后将旧的内存空间释放。

这也就解释了，为什么 vector 容器在进行扩容后，与其相关的指针、引用以及迭代器可能会失效的原因。

由此可见，vector 扩容是非常耗时的。为了降低再次分配内存空间时的成本，每次扩容时 vector 都会申请比用户需求量更多的内存空间（这也就是 vector 容量的由来，即 capacity>=size），以便后期使用。 vector 容器扩容时，不同的编译器申请更多内存空间的量是不同的。以 VS 为例，它会扩容现有容器容量的 50%。

关于容量和内存，存在几个函数，size capacity max_size resize reserve

1）、size

size() 函数返回的是 vector 实际有的元素个数。

2）、capacity

capacity() 函数返回的是 vector 总空间的大小，包括已经使用 和 未使用的。

3）、max_size

max_size() 返回容器最大的可以存储元素数量。这是系统或者库所实施的限制。但是容器不一定保证能达到该大小，有可能在还未达到该大小的时候，就已经无法继续分配任何的空间了。

4）、resize

void resize (size_type n);
void resize (size_type n, const value_type& val);

如果n 小于当前容器的size， 则保留从first 到 n的元素，后面的删除并销毁。

如果n 大于当前容器的size，则通过在末尾插入所需数量的元素来扩展内容，以达到n的大小。如果指定了val，则将新元素初始化为val的副本，否则，将对它们进行值初始化。

如果n 也大于当前容器的 capacity，则将自动重新分配已分配的存储空间。

5）、reserve

可以调用 reserve() 成员函数来增加容器的容量（但并不会改变存储元素的个数）即 capacity会变化 为 reserve指定的值，但是 size 是不变的。

#include<vector>
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	//定义一个 vector， capacity size 都为0；
	vector<int> vec;
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;
	
	//初始化一个vector， 不是动态添加，因此刚开始capacity size相等
	vector<int> vec1{ 1,2,3,4 };
	vec = vec1;
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;

	//动态添加，vs里，capacity 增加原有的50%，即从4 增加到6，size是实际大小。
	vec.push_back(1);
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;

	// reserve 改变的是 capacity，不改变size
	vec.reserve(10);
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;

	// resize 改变的是size，并且有可能改变capacity，具体看上文 4）
	vec.resize(3);
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;

	vec.resize(13);
	cout << "vec capacity:    " << vec.capacity() << endl;
	cout << "vec size:   " << vec.size() << endl;

	return 0;
}