stl使用心得-vector篇

最新推荐文章于 2024-10-20 17:08:32 发布

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最新推荐文章于 2024-10-20 17:08:32 发布 · 621 阅读

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本文详细探讨了STL中vector容器在使用过程中可能遇到的问题，包括内存扩容引发的数据“搬家”，迭代器失效，过剩容量，以及指针引用问题。并针对这些问题提供了相应的解决方案，如预估容量初始化，正确使用erase函数，以及通过拷贝构造收缩内存等策略。

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vector 是标准STL序列容器，它是在一个连续内存块中保存它的元素，经常用作数组的替代品，在使用过程中，无需关注内存的动态分配，在使用时非常方便。然而，在使用vector时，若使用不当，也会存在有很多陷阱。比较常见的问题有如下几个：

(注：本文中所有测试代码编译环境为：gcc版本4.6.3。)

扩容问题

首先来看一个示例：

#include<vector>
#include<string>
#include<iostream>

int main()
{
	std::vector<int> vint;
	for (int i = 0; i < 6; ++i)
	{
		vint.push_back(i);
		std::cout<<"capacity:"<<vint.capacity()<<std::endl;
		std::cout<<"size:"<<vint.size()<<std::endl;
	}
       return 0;
 }

输出结果为：
capacity:1
size:1
capacity:2
size:2
capacity:4
size:3
capacity:4
size:4
capacity:8
size:5
capacity:8
size:6

从示例的输出结果，可以看出，vector的初始容量为0，插入1个元素后，容量为1，插入2个元素后，容量为2，而当插入第3个元素时，容量变为了4，直到4个容量全部用完后，再次插入新元素时，容易将扩充到8，由此可见，vector的内存扩容，是发生在当前容量无法容纳新元素时进行的，并且，每次扩容后的大小是原容量的2倍。那么，扩容的内存空间，是在原内存地址上追加呢？还是重新申请一块内存呢？由于vector中的元素是存储在一个连续的内存块中，因此，我们可以把vector第一个元素的地址打印出来，查看其首地址是否发现了变化，示例如下：

int main()
{
	std::vector<int> vint;
	for (int i = 0; i < 6; ++i)
	{
		vint.push_back(i);
		std::cout<<"address:"<<&vint[0]<<std::endl;
	}
	return 0;
}

输出结果为：
address:0x930f008
address:0x930f018
address:0x930f028
address:0x930f028
address:0x930f040
address:0x930f040

通过输出结果，我们可以发现，每当vector进行一次扩容后，其首地址都发生了变化，因此，我们基本可以确定，vector进行扩容时，并不是直接在原地址末尾追加内存，而是重新申请了一块新内存。并将原vector中的元素拷贝到新内存块中。

在这种内存扩容机制下，如果对未初始化容量的vector进行大量插入操作时，势必会引起，大量的数据“搬家”现象，从而导致vector内大量元素的构造、析构及拷贝，而这些都是代价较大地操作。