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STL中的Vector的实现,是怎么扩容的?

参考答案:

std::vector 是 C++ 标准模板库(STL)中的一个动态数组实现,它允许你在运行时添加和删除元素。为了支持这种动态特性,std::vector 需要能够在需要时重新分配其内部的存储空间。下面是一个简化的概述,描述 std::vector 如何进行扩容:

  1. 初始分配:当你创建一个 std::vector 时,它会分配一个小的连续内存块来存储元素。这个初始大小通常是一个实现定义的值,例如在某些实现中,它可能是 1 或 2。

  2. 空间不足时的扩容:当你向 std::vector 添加元素,并且当前的存储空间不足以容纳新元素时,std::vector 会触发扩容操作。

    • 重新分配内存std::vector 会分配一个更大的连续内存块,其大小通常是当前大小的 1.5 倍或 2 倍(这取决于具体的实现)。
    • 复制元素:然后,std::vector 会将其所有现有元素从旧的内存块复制到新的内存块。
    • 释放旧内存:最后,std::vector 会释放旧的内存块。
  3. 连续性和性能:尽管扩容操作可能会导致元素的复制和内存释放,但 std::vector 保证其元素在内存中是连续的,并且提供了快速的随机访问能力。这使得 std::vector 在许多应用场景中都非常高效。

  4. 扩容成本:虽然扩容操作通常是相对昂贵的(因为它涉及到元素的复制和内存管理),但 std::vector 的实现通常会尝试通过预分配额外的空间来减少这种成本。例如,当 std::vector 的大小达到其容量时,它可能会分配一个更大的内存块,以便在未来添加元素时不必立即扩容。

  5. 容量和大小:你可以使用 capacity() 成员函数来查询 std::vector 当前分配的存储空间大小(以元素数量为单位),而 size() 函数则返回 std::vector 当前包含的元素数量。

需要注意的是,std::vector 的具体实现细节可能会因不同的 C++ 标准库实现而有所差异。但上述概述应该为你提供了一个关于 std::vector 如何进行扩容的基本理解。