1.vector的内存增长

vector特点:

  • 内存空间只会增长,不会减小
  • 元素以连续方式存放
  • 对vector进行内存分配时,其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些

为了支持快速的随机访问,vector容器的元素以连续方式存放,每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下,当vector添加一个元素时,为了满足连续存放这个特性,都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间,这样性能难以接受。因此STL实现者在对vector进行内存分配时,其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说,vector容器预留了一些额外的存储区,用于存放新添加的元素,这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。

在调用push_back时,每次执行push_back操作,相当于底层的数组实现要重新分配大小;这种实现体现到vector实现就是每当push_back一个元素,都要重新分配一个大一个元素的存储,然后将原来的元素拷贝到新的存储,之后在拷贝push_back的元素,最后要析构原有的vector并释放原有的内存。例如下面程序:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

class Point {
public:
        Point()                                //构造函数
        {
            cout << "construction" << endl;
        }
        Point(const Point& p)                  //拷贝构造函数
        {
            cout << "copy construction" << endl;
        }
        ~Point()                               //析构函数
        {
            cout << "destruction" << endl;
        }
};

int main() {
    vector<Point> pointVec;
    Point a;
    Point b;
    pointVec.push_back(a);
    pointVec.push_back(b);
    cout<<pointVec.size()<<std::endl;
    return 0;
}

输出结果:

容器的内存和服务的内存 容器内存分配_容器的内存和服务的内存


其中执行pointVec.push_back(a);时vector会申请一个内存空间,并调用拷贝构造函数将a放到vector中。

接下来执行pointVec.push_back(b);

此时内存不够,需要扩大内存,重新分配内存。这时再调用拷贝构造函数将a拷贝到新的内存,再调用Point拷贝构造函数将b拷入新的内存,最后调用Point的析构函数释放原来的内存。

2.vector的内存释放

由于vector的内存占用空间只增不减,比如你首先分配了10,000个字节,然后erase掉后面9,999个,留下一个有效元素,但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的,clear()可以清空所有元素。但是即使clear(),vector所占用的内存空间依然如故,无法保证内存的回收。
如果vector要释放内存,可以用swap()来帮助你释放内存。具体方法如下:

template <class T>
void ClearVector( vector<T>& vt )  {
    vector<T> vtTemp; 
    veTemp.swap( vt );
}

swap()是交换函数,使vector离开其自身的作用域,从而强制释放vector所占的内存空间,总而言之,释放vector内存最简单的方法是vector().swap(pointVec)。

3.其他情况vector内存释放

如果vector中存放的是指针,那么当vector销毁时,这些指针指向的对象不会被销毁,那么内存就不会被释放。如后面这种情况,vector中的元素是由new操作动态申请出来的对象指针:vector<void *> v;

每次new之后调用v.push_back()该指针,在程序退出或者根据需要,用以下代码进行内存的释放:

for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++) 
    if (NULL != *it) 
    {
        delete *it; 
        *it = NULL;
    }
v.clear();

具体实例1:从下面的实例中,可以看到:
当vector、string大量插入数据后,即使删除了大量数据(或者全部都删除,即clear) 并没有改变容器的容量(capacity),所以仍然会占用着内存。
而使用swap,则可以改变容器的容量使之尽可能小的符合当前数据所需。

#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;
vector <string> v;
char ch;

int main () {

    for(int i=0; i<1000000; i++)
        v.push_back("abcdefghijklmn");
    cin >> ch;
    // 此时检查内存情况,占用54M

    v.clear();
    cin >> ch;
    // 此时再次检查,仍然占用54M

    cout << "Vector 的容量为" << v.capacity() << endl;
    // 此时容量为 1048576

    vector<string>(v).swap(v);

    cout << "Vector 的容量为" << v.capacity() << endl;
    // 此时容量为0
    cin >> ch;
    // 检查内存,释放了 10M+ 即为数据内存
    return 0;
}