set、map数据成员（c++11版）新版STL的红黑树类图（Linux系统编译器）（与旧版对比）

原创已于 2024-06-08 21:54:49 修改 · 445 阅读

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#c++ #开发语言 #stl #linux #r-tree

于 2024-06-08 20:41:53 首次发布

一、新版c++11版红黑树类图

最近在研究《STL源码剖析》，发现书中的红黑树是旧版G2.9编译器的，在linux平台上（ubundun22.04.1）测试了一下sizeof(map)和sizeof(set)，发现都是48字节（64位系统），不符合STL上的红黑树，在网上找了一下没找到最新版本的解释，解释不出来为什么是48字节，于是下载了linux上c++11的/usr/include/c++/11源码，自己看里面的数据成员

以下的类图只画了数据成员，用于研究字节大小，没有画里面的成员函数

看图可以发现最上面的_Rb_tree_node_base里面有4个数据成员，通过继续看源码（如下），可以知道color就是enum枚举类型(大小为4个字节)，用于确定结点颜色是红色还是黑色，_Base_ptr是指针，指向本身这个类型(指针类型64位系统大小为8个字节)，由于内存对齐，这个类型的对象（这个结构体）的大小为4+8*3 = 28-->32(内存对齐)

// 只贴了源码的前半
struct _Rb_tree_node_base
{
    typedef _Rb_tree_node_base* _Base_ptr;
    typedef const _Rb_tree_node_base* _Const_Base_ptr;

    _Rb_tree_color	_M_color;
    _Base_ptr		_M_parent;
    _Base_ptr		_M_left;
    _Base_ptr		_M_right;
};

enum _Rb_tree_color
{ _S_red = false, 
 _S_black = true
 };

而头结点除了有这个类型的对象还有一个数据成员_M_node_cont是size_t类型(4字节），但是由于有一个结构体类型的对象_M_header，和这个对象进行内存对齐，导致32+4 = 36-->40，所以_Rb_tree_header的大小（sizeof）是40字节

而_Rb_tree_impl还有一个成员对象，是比较器，比较器本身并没有数据成员，但是它的对象作为另一个类的成员后需要占位1个字节，而由于内存对齐，最终应该为40+1 = 41-->48字节

以上就是64位系统map和set都是48字节的解释（上述的内存测试已经自己写过代码测试无误）

二、旧版红黑树（STL）

旧版中一共有三个数据成员，Rb_tree_alloc_base中有一个指针类型的数据成员（指向节点），_Rb_tree_base继承了这个类，_Rb_tree继承了_Rb_tree_base类并且添加了size_t类型和比较器的两个数据成员，所以一共是4+4+1=9-->12字节（内存对齐）（32位系统）