vector清空容器的操作以及个人的一些见解

阳光穿透心脏的1/2处 2022-02-18 13:01 439阅读 0赞

> 当vector中存入大量的数据后，当我们不再使用vector中的元素后，如果能积极主动的去释放内存，那么是非常明智的。（对于小容量的数据，就没有这个必要了，因为对性能影响甚微）

#### 一、 知识背景： ####

> PS：这一部分是对文章题目所言操作的背景介绍，只关心题目的读者可以跳过

为了支持随机访问，vector将元素连续存储到一块空间上（每个元素紧挨着前一个元素），那么当容器空间满了以后，再次插入新元素的时候，容器必须分配新的内存空间来保存已有元素和新的元素，即将已有元素从旧位置挪到新位置，再添加新元素到新位置。如果当容器满了以后，每添加一个新元素，都要执行一次这样的操作，那么额外的开销未免太大了（拷贝旧元素）。  
所以标准库为了减少这种额外的开销，通常在vector容量满了以后，再申请的空间通常是比以前的空间大很多的，不同的平台下具体实现不同（Linux下是2倍，Windows下Visual Stdio是1.5倍），这些额外的空间用来备用，可以用来保存更多的元素。这样，就不需要每次添加新元素都重新分配容器的内存空间了。

**capacity()** 方法就是返回vector在不重新分配空间的情况下，可以容纳元素的最大值，所以包含哪些也许还没有被使用的空间。而 **size()** 是返回vector中已保存/有效元素的个数。

#### 二、清空容器并释放内存 ####

第一种：  
使用swap。swap的作用是交换两个容器底层的数据结构。如果我们创建一个临时的空vector和需要释放内存的vector交换底层数据结构，就相当于释放了内存。  
demo：

#include <iostream>
    #include <vector>
    
    int main(){ 
    	std::vector<int> ve;
    	for (std::vector<int>::size_type i = 0; i < 100; ++i){ 
    		ve.push_back(i);
    	}
    	std::cout << "size:" << ve.size()
    			  << " | "
    			  << "capacity:" << ve.capacity()
    			  << std::endl;
    	std::cout << "-------------------" << std::endl;
    	vector<int>().swap(ve); //删除vector中的元素并释放其申请的底层空间
    	std::cout << "size:" << ve.size()
    			  << " | "
    			  << "capacity:" << ve.capacity()
    			  << std::endl;
    	std::cout << "-------------------" << std::endl;
    	return 0;
    }

第二种：  
使用shrink\_to\_fit。shrink\_to\_fit的作用是建议编译器释放掉容器中不必要的内存，即将capacity()的值变得和size()相同。  
那么在调用clear将vector.size()变为0后，再调用shrink\_to\_fit即可以释放vector的内存。

> PS：单纯的调用clear()只是更改vector中有效迭代器的范围，即让size()等于0，实际上并没有释放vector底层的内存空间。

demo：

#include <iostream>
    #include <vector>
    
    int main(){ 
    	std::vector<int> ve;
    	for (std::vector<int>::size_type i = 0; i < 100; ++i){ 
    		ve.push_back(i);
    	}
    	std::cout << "size:" << ve.size()
    			  << " | "
    			  << "capacity:" << ve.capacity()
    			  << std::endl;
    	std::cout << "-------------------" << std::endl;
    	ve.clear(); //单纯的clear并不能释放vector申请的底层空间
    	std::cout << "size:" << ve.size()
    			  << " | "
    			  << "capacity:" << ve.capacity()
    			  << std::endl;
    	std::cout << "-------------------" << std::endl;
    	ve.shrink_to_fit(); //clear配合shrink_to_fit才可以达成目的
    	std::cout << "size:" << ve.size()
    		  	  << " | "
    			  << "capacity:" << ve.capacity()
    			  << std::endl;
    	std::cout << "-------------------" << std::endl;
    	return 0;
    }

#### 三、个人见解 ####

个人以为，如果调用构造函数的开销比较大，则可以采用**第二种方法**，因为第一种方法是需要调用构造函数构造一个空对象的。如果编译器不支持C++11标准，或者担心在用第二种方式时漏掉clear或者shrink\_to\_fit中任意一个，可以采用**第一种方法**。

事实上，C++11标准推出的shrink\_to\_fit就是为了用于释放vector底层空间的，我们调用shrink\_to\_fit只是给编译器提供了一个建议，建议它释放掉容器底层的空间，实际上是否会释放则不一定，一方面取决于不同编译器的实现，一方面取决于特定情况。这些细节我们不需要知道，只要知道C++标准是建议用shrink\_to\_fit来释放容器底层空间的，因为它比swap更加安全。