Question

我发现即使调整大小超过当前大小的一个元素，std::vector<T>::resize“也会”增加“其容量：

std::vector<int> v(50);
v.resize(51);
std::cout << v.capacity() << std::endl;

该程序使用GCC和Clang输出100，使用Visual C ++输出75。但是，当我从resize切换到reserve时：

std::vector<int> v(50);
v.reserve(51);
std::cout << v.capacity() << std::endl;

所有三个编译器的输出为51。

我想知道为什么实施对resize和reserve使用不同的扩展策略。它似乎不一致，我希望在这里有相同的行为。

我只是添加了一个指向我的问题动机的链接，其中报告了对效果的影响： Why are C++ STL vectors 1000x slower when doing many reserves?

添加C ++ 11 Standard中的引用以阐明reserve的要求; §23.3.6.3（2）：

reserve()之后，capacity() 大于或等于，如果重新分配发生在reserve的参数...

一些额外的想法：来自C ++ 11标准：

复杂性：插入的元素数量加上到向量末尾的距离是复杂的。

有效地，这意味着在末尾插入单个元素的常数（摊销）复杂性。但是，这仅适用于矢量修饰符，例如push_back或insert（§23.3.6.5）。

修饰符中未列出

resize。它列在§23.3.6.3vector容量部分中。而且，resize没有复杂性要求。

但是，在vector概述部分（§23.3.6.1）中，写有：

它（ vector ）在末尾支持（分期）常量时间插入和擦除操作

问题是resize(size()+1)是否被视为“插入结尾”。

Answer 1

据我所知，resize和reserve都不需要具有已演示的行为。然而，两者都允许这样的行为，尽管两者都可以分配确切的数量，并且就标准而言，两者都可以倍增先前的分配。

每种分配策略都有其优点。分配精确数量的优点是，当事先知道最大分配时，它没有内存开销。乘法的优点是，当与末端插入操作混合时，它保持恒定的分摊属性。

测试实现选择的方法具有以下优点：在调整大小时它允许两种策略。要使用一种策略，可以预留然后调整大小。要使用另一个，只需调整大小。当然，人们必须意识到利用这一点的未指明行为。这种优势可能是也可能不是选择这些实现背后的原因。

有人可能认为它是标准中规定的向量API的失败，表达了预期的重新分配行为是不可能的（以标准保证的方式）。

Answer 2

当您resize超过容量时，您已经＆＃34;演示＆＃34;你不想保留适当的容量。另一方面，如果您使用reserve，则明确要求正确的容量。如果reserve使用与resize相同的策略，则无法保留适当的金额。

在这种意义上，没有resize的{{1}}适用于懒惰的，或者您不知道确切的预留金额。如果您知道需要什么容量，请致电reserve。这是两种不同的情景。

PS：正如StoryTeller指出的那样，reserve也不需要保留按照标准要求的确切金额。尽管如此，我认为我的主要观点仍然存在：reserve（没有resize）和reserve适用于不同的场景，你要么暗示要保留多少，要么不要＃ 39;关心实际容量，只想让容器的大小符合你的要求。

Answer 3

为什么你会期望它们的行为相同？ reserve用于预分配稍后将使用的空间，期望用户对容器的预期最终大小有一个合适的处理。 resize只是一个正常的分配，因此它遵循几何增加容器分配空间的正常，速度有效的方法。

容器通过乘法步骤增加大小，以减少所需的分配数量，从而保持速度并减少内存碎片。加倍是最常见的，但是一些实现使用1.5的步骤（例如MSVC），其为每个容器内的较低浪费空间交换增加的分配。

但是，如果用户已经告诉图书馆他们认为容器会有多大 - 通过导致reserve - 没有必要分配多余的空间，他们可以信任用户用它调用它正确的号码。 reserve具有异常行为，而非resize。

Answer 4

resize需要遵循指数重新分配策略来实现其复杂性保证（元素数量插入的线性）。这可以通过考虑resize(size() + 1)需要具有分摊的常数复杂度来看出，因此必须遵循指数增长，原因与push_back（摊销常数复杂度）必须呈指数增长的原因相同。

允许reserve的实现遵循它喜欢的任何分配策略，因为它唯一的复杂性要求是它与 present 元素的数量呈线性关系。但是，如果实施例如是在用户确切知道需要多少内存的情况下，如果用户开始依赖这种行为，那么这将是空间效率低（并且令人惊讶），这将是空间效率低（并且令人惊讶）。在没有空间效率低的情况下，可以更好地运用标准中的自由度。如果分配器以该粒度运行，则将分配四舍五入为字大小。

Answer 5

reserve更改了容量，而resize更改了size。

capacity是容器当前为其分配空间的元素数。

size是容器中元素的数量。

分配空矢量时，您将获得默认的capacity（AKA空间）。大小仍为0，当您向向量中添加元素时，其大小会增加。当size等于容量并且你添加更多项时，容量必须增长（通常是自身加倍）。

向量的问题在于它确保了顺序内存，这意味着每个新的分配增长还需要先前分配给新分配的副本，以防旧分配的内存区域中没有新分配大小的空间

如果您知道向量中的最大元素，reserve可以提供帮助。当您使用reserve时，除了您传递保留项目外，将只有一个分配而没有内存副本。

当您告诉确切的保留计数时，您会获得所要求的确切记忆。当你只是添加元素时（即使调整大小，你也不能说你不会添加更多项目。

为什么std :: vector保留不会“加倍”它的容量，而resize呢？

5 个答案: