很多初学者分不清楚 vector 容器的容量(capacity)和大小(size)之间的区别,甚至有人认为它们表达的是一个意思。本节将对 vector 容量和大小各自的含义做一个详细的介绍。

vector 容器的容量(用 capacity 表示),指的是在不分配更多内存的情况下,容器可以保存的最多元素个数;而 vector 容器的大小(用 size 表示),指的是它实际所包含的元素个数。

对于一个 vector 对象来说,通过该模板类提供的 capacity() 成员函数,可以获得当前容器的容量;通过 size() 成员函数,可以获得容器当前的大小。例如:

    1. #include <iostream>
    2. #include <vector>
    3. using namespace std;
    4. int main()
    5. {
    6. ::vector<int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
    7. .reserve(20);
    8. << "value 容量是:" << value.capacity() << endl;
    9. << "value 大小是:" << value.size() << endl;
    10. return 0;
    11. }
    
    程序输出

    结果为:

    value 容量是:20
    value 大小是:15

    结合该程序的输出结果,图 1 可以更好的说明 vector 容器容量和大小之间的关系。


    android vector修改大小 vector定义大小_成员函数


    图 1 vector 容量和大小的区别

    显然,vector 容器的大小不能超出它的容量,在大小等于容量的基础上,只要增加一个元素,就必须分配更多的内存。注意,这里的“更多”并不是 1 个。换句话说,当 vector 容器的大小和容量相等时,如果再向其添加(或者插入)一个元素,vector 往往会申请多个存储空间,而不仅仅只申请 1 个。

    一旦 vector 容器的内存被重新分配,则和 vector 容器中元素相关的所有引用、指针以及迭代器,都可能会失效,最稳妥的方法就是重新生成。

    举个例子:

    1. #include <iostream>
    2. #include <vector>
    3. using namespace std;
    4. int main()
    5. {
    6. <int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
    7. << "value 容量是:" << value.capacity() << endl;
    8. << "value 大小是:" << value.size() << endl;
    9. printf("value首地址:%p\n", value.data());
    10. .push_back(53);
    11. << "value 容量是(2):" << value.capacity() << endl;
    12. << "value 大小是(2):" << value.size() << endl;
    13. printf("value首地址: %p", value.data());
    14. return 0;
    15. }

    运行结果为:

    value 容量是:15
    value 大小是:15
    value首地址:01254D40
    value 容量是(2):22
    value 大小是(2):16
    value首地址: 01254E80

    可以看到,向“已满”的 vector 容器再添加一个元素,整个 value 容器的存储位置发生了改变,同时 vector 会一次性申请多个存储空间(具体多少,取决于底层算法的实现)。这样做的好处是,可以很大程度上减少 vector 申请空间的次数,当后续再添加元素时,就可以节省申请空间耗费的时间。

    因此,对于 vector 容器而言,当增加新的元素时,有可能很快完成(即直接存在预留空间中);也有可能会慢一些(扩容之后再放新元素)。

    修改vector容器的容量和大小

    另外,通过前面的学习我们知道,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);而通过调用成员函数 resize() 可以改变容器的大小,并且该函数也可能会导致 vector 容器容量的增加。比如说:

    1. #include <iostream>
    2. #include <vector>
    3. using namespace std;
    4. int main()
    5. {
    6. <int>value{ 2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47 };
    7. << "value 容量是:" << value.capacity() << endl;
    8. << "value 大小是:" << value.size() << endl;
    9. .reserve(20);
    10. << "value 容量是(2):" << value.capacity() << endl;
    11. << "value 大小是(2):" << value.size() << endl;
    12. //将元素个数改变为 21 个,所以会增加 6 个默认初始化的元素
    13. .resize(21);
    14. //将元素个数改变为 21 个,新增加的 6 个元素默认值为 99。
    15. //value.resize(21,99);
    16. //当需要减小容器的大小时,会移除多余的元素。
    17. //value.resize(20);
    18. << "value 容量是(3):" << value.capacity() << endl;
    19. << "value 大小是(3):" << value.size() << endl;
    20. return 0;
    21. }

    运行结果为:

    value 容量是:15
    value 大小是:15
    value 容量是(2):20
    value 大小是(2):15
    value 容量是(3):30
    value 大小是(3):21

    程序中给出了关于 resize() 成员函数的 3 种不同的用法,有兴趣的读者可自行查看不同用法的运行结果。

    可以看到,仅通过 reserve() 成员函数增加 value 容器的容量,其大小并没有改变;但通过 resize() 成员函数改变 value 容器的大小,它的容量可能会发生改变。另外需要注意的是,通过 resize() 成员函数减少容器的大小(多余的元素会直接被删除),不会影响容器的容量。

    vector容器容量和大小的数据类型

    在实际场景中,我们可能需要将容器的容量和大小保存在变量中,要知道 vector<T> 对象的容量和大小类型都是 vector<T>::size_type 类型。因此,当定义一个变量去保存这些值时,可以如下所示:

    1. vector<int>::size_type= value.capacity();
    2. vector<int>::size_type= value.size();

    size_type 类型是定义在由 vector 类模板生成的 vecotr 类中的,它表示的真实类型和操作系统有关,在 32 位架构下普遍表示的是 unsigned int 类型,而在 64 位架构下普通表示 unsigned long 类型。

    当然,我们还可以使用 auto 关键字代替 vector<int>::size_type,比如:

    1. auto cap = value.capacity();
    2. auto size = value.size();