Question

在我脑干的某个地方，一个声音低语：

在C ++中，数组不需要比元素数量更多的内存需要。

std::string str = "aabbcc"; 
std::array<std::string, 3> str_array = {"aa", "bb", "cc"};

因此，两者应该具有相同的大小，因为（与Java不同），没有单独的 size 字段或类似字段。但我还没有找到参考。

这是真的吗？在哪种情况下不是？

Answer 1

以任何语言存储字符串比您想象的更复杂。 C ++ std::string必须为内容提供连续的存储空间。除此之外，std::string可以容纳更多的东西，比如指针/迭代器到最后一个字符，其中的字符数等等。std::string::size必须是O（1），所以它必须存储更多信息而不仅仅是缓冲区。此外，大多数标准库实现提供SSO（小字符串优化）。启用SSO后，std::string会分配一个小缓冲区，以避免不必要的动态分配。您还可以保留比您需要的更多内存。可以说，你需要循环收集800-1000个字符。你可以这样做：

std::string str;
for(...)
    str += some_character;

但这会导致不必要的内存分配和解除分配。如果您可以估算要存储的字符数，则应该reserve内存。

std::string str;
str.reserve(1000);
for(...)
    str.push_back(some_character);

然后，你总是shrink_to_fit，以节省内存：

str.shrink_to_fit();

您还必须注意其他事项：

reserve会增加容量，但size保持不变。这意味着，std::string还必须存储（或能够计算）缓冲容量允许的字符数。
字符串文字为空终止
std::basic_string::c_str必须返回以null结尾的字符数组，因此std::string也可能包含空终止符（不幸的是我不确定它是如何完成的）
有更多的编码和字符集 - ASCII只是其中之一。 UTF-8和UTF-16编码的字符串可能需要使用少量存储元素来添加一个代码点，但这更复杂。

Answer 2

在C ++中，数组不需要比需要的元素数量更多的内存。

这是事实。原始数组的大小等于它的大小，元素类型乘以元素数。所以

int array[10];

的大小为sizeof(int) * std::size(array)。 std::array是相同的，但允许填充

std::array<int, 10> array;

的大小为sizeof(int) * std::size(array) + P，其中P是一些整数填充量。

你的例子虽然不是一回事。 std::string是一个容器。它有自己的大小，它与它所包含的内容是分开的。因此，无论字符串中有多少个字符，sizeof(std::string)始终都是一样的。所以忽略短字符串优化

std::string str = "aabbcc";

取sizeof(std::string)加上为底层c字符串分配的字符串。这与

的值不同

std::array<std::string, 3> str_array = {"aa", "bb", "cc"};

由于您现在拥有3 * sizeof(std::string)以及分配的每个字符串。

Answer 3

因此，两者应具有相同的大小（例如6个字节），

不是正确的扣除。

std::string使用的内存（如果要调用其大小）至少包含一个指针和分配用于保存数据的内存。

分配用于保存数据的内存还可以包含保存终止空字符所需的空间。

鉴于

std::string s = "aabbcc";
std::string a = "aa";
std::string b = "bb";
std::string c = "cc";

mem(s) != mem(a) + mem(b) + mem(c)

Answer 4

几乎每个字符串都可以包含以下信息：

字符串的大小，即它包含的字符数。
持有字符串字符的内存容量。
字符串的值。

另外它也可能有：

该值的分配器和引用计数的副本。

Answer 5

它们的大小不同。字符串以null结尾保存，为每个字符串提供额外的字节。

C ++数组的内存效率

5 个答案: