Question

因为list比forward_list多一个指针（前一个指针），所以如果它们都保持相同数量的元素，即1 <＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;＆lt;正确？

然后，如果我重复调用越来越大的调整大小，则forward_list必须能够调整大于列表的大小。

测试代码：

#include<forward_list>
#include<list>
#include<iostream>
int main(){
    using namespace std;
    typedef list<char> list_t;
    //typedef forward_list<char> list_t;
    list_t l;
    list_t::size_type i = 0;
    try{
        while(1){
            l.resize(i += (1<<20));
            cerr<<i<<" ";
        }
    }
    catch(...){
        cerr<<endl;
    }
    return 0;
}

令我惊讶的是，当这个过程被杀死时，它们的大小几乎相同...... 任何人都可以解释它吗？

Answer 1

你应该发现，通过更好的记忆嗅探，你的初始假设std::list<T>将消耗三倍的能量是正确的。在我的Windows机器上，我使用GetProcessMemoryInfo

制作了一个快速内存使用程序

这是我的计划的核心：

int main()
{
    size_t initMemory = MemoryUsage();
    std::list<unsigned char> linkedList;

    for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++)
        linkedList.push_back(i % 256);
    size_t linkedListMemoryUsage = MemoryUsage() - initMemory;

    std::forward_list<unsigned char> forwardList;
    for (int i = 0; i < ITERATIONS; i++)
        forwardList.push_front(i % 256);
    size_t forwardListMemoryUsage = MemoryUsage() - linkedListMemoryUsage - initMemory;

    std::cout << "Bytes used by Linked List: " << linkedListMemoryUsage << std::endl;
    std::cout << "Bytes used by Forward List: " << forwardListMemoryUsage << std::endl;

    return 0;
}

在发布版本下运行时的结果：

#define ITERATIONS 128
Bytes used by Linked List: 24576
Bytes used by Forward List: 8192
8192 * 3 = 24576

这是来自cplusplus.com的引用，甚至说两个容器之间应该有明显的内存差异。

forward_list容器和列表之间的主要设计差异容器是第一个只保留内部链接到下一个元素，而后者每个元素保留两个链接：一个指向允许有效的下一个元素和前一个元素双向迭代，但每消耗额外的存储空间元素并且插入和移除的时间略微增加元素。因此，forward_list对象比列表更有效对象，虽然它们只能向前迭代。

使用列表中的调整大小功能，就像在发布的代码中一样，内存差异更加明显，std::list<T>占用内存的四倍。

Answer 2

我知道问题是4岁，但接受的答案没有意义（正如贾斯汀雷蒙德指出的那样）。

Nick Babcock的方法不精确，因为元素数量太少;堆上总会有一些开销，你也会测量它。

为了表明这一点，我使用了更大的数据类型和更多元素（4096）：在g++ 6.2.1和linux x64 sizeof(void*) = 8以及sizeof (bigDataType_t) = 800（bigData_t为long[100]）。

那么我们期待什么呢？每种类型的列表都必须将实际数据存储在堆上; std::list每个链接存储2个指针（向前和向前），std::forward_list只存储一个（向前）。

std::list的预期内存： 4096 x 800 + 2 x 8 x 4096 = 3,342,336 bytes

std::list的实际内存：3,415,040 bytes

std::forward_list的预期内存： 4096 x 800 + 1 x 8 x 4096 = 3,309,568 bytes

std::forward_list的实际内存：3,382,272 bytes

我使用Massif来获取程序的堆使用情况。

正如我们所看到的，数字非常合适。使用大数据类型时，额外指针的内存没有太大区别！

当使用char作为数据类型（作为OP）时，预期和实际内存占用量不太合适，很可能是因为一些开销。但是，内存消耗没有因素3。

std::list: Expected 69,632 bytes, actual: 171,008 bytes

std::forward_list: Expected 36,864 bytes, actual: 138,240 bytes

我的代码：

#include <list>
#include <forward_list>

struct bigData_t {
    long foo[100];
};
typedef bigData_t myType_t;
// typedef char myType_t;

int main()
{
#ifdef USE_FORWARD_LIST
    std::forward_list<myType_t> linkedList;
#else
    std::list<myType_t> linkedList;
#endif
    for (int i = 0; i < 4096; i++) {
        myType_t bigData;
        linkedList.push_front(bigData);
    }
    return 0;
}

使用的内存：std :: list v.s.的std ::修饰符Modifiers

2 个答案: