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C++ STL中的vector的記憶體分配與釋放

1.vector的記憶體增長

vector其中一個特點:記憶體空間只會增長,不會減小,援引C++ Primer:為了支援快速的隨機訪問,vector容器的元素以連續方式存放,每一個元素都緊挨著前一個元素儲存。設想一下,當vector新增一個元素時,為了滿足連續存放這個特性,都需要重新分配空間、拷貝元素、撤銷舊空間,這樣效能難以接受。因此STL實現者在對vector進行記憶體分配時,其實際分配的容量要比當前所需的空間多一些。就是說,vector容器預留了一些額外的儲存區,用於存放新新增的元素,這樣就不必為每個新元素重新分配整個容器的記憶體空間。

在呼叫push_back時,每次執行push_back操作,相當於底層的陣列實現要重新分配大小;這種實現體現到vector實現就是每當push_back一個元素,都要重新分配一個大一個元素的儲存,然後將原來的元素拷貝到新的儲存,之後在拷貝push_back的元素,最後要析構原有的vector並釋放原有的記憶體。例如下面程式:

複製程式碼

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <vector>

using namespace std;

class Point
{
public:
        Point()
        {
            cout << "construction" << endl;
        }
        Point(const Point& p)
        {
            cout << "copy construction" << endl;
        }
        ~Point()
        {
            cout << "destruction" << endl;
        }
};

int main()
{
    vector<Point> pointVec;
    Point a;
    Point b;
    pointVec.push_back(a);
    pointVec.push_back(b);

    cout<<pointVec.size()<<std::endl;

    return 0;
}

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輸出結果:

其中執行

pointVec.push_back(a);

此時vector會申請一個記憶體空間,並呼叫拷貝建構函式將a放到vector中

再呼叫

pointVec.push_back(b);

此時記憶體不夠 需要擴大記憶體,重新分配記憶體 這時再呼叫拷貝建構函式將a拷貝到新的記憶體,再將b拷入新的記憶體,同時有人呼叫Point拷貝建構函式,最後釋放原來的記憶體 此時呼叫Point的解構函式。

 

2.vector的記憶體釋放

由於vector的記憶體佔用空間只增不減,比如你首先分配了10,000個位元組,然後erase掉後面9,999個,留下一個有效元素,但是記憶體佔用仍為10,000個。所有記憶體空間是在vector析構時候才能被系統回收。empty()用來檢測容器是否為空的,clear()可以清空所有元素。但是即使clear(),vector所佔用的記憶體空間依然如故,無法保證記憶體的回收。

如果需要空間動態縮小,可以考慮使用deque。如果vector,可以用swap()來幫助你釋放記憶體。具體方法如下:

vector<Point>().swap(pointVec); //或者pointVec.swap(vector<Point> ())

標準模板:

複製程式碼

template < class T >
void ClearVector( vector< T >& vt ) 
{
    vector< T > vtTemp; 
    veTemp.swap( vt );
}

複製程式碼

swap()是交換函式,使vector離開其自身的作用域,從而強制釋放vector所佔的記憶體空間,其實就是利用了臨時變數作用域的特點釋放記憶體。總而言之,釋放vector記憶體最簡單的方法是vector<Point>().swap(pointVec)。當時如果pointVec是一個類的成員,不能把vector<Point>().swap(pointVec)寫進類的解構函式中,否則會導致double free or corruption (fasttop)的錯誤,原因可能是重複釋放記憶體。(前面的pointVec.swap(vector<Point> ())用G++編譯沒有通過)

 

3.其他情況釋放記憶體

如果vector中存放的是指標,那麼當vector銷燬時,這些指標指向的物件不會被銷燬,那麼記憶體就不會被釋放。如下面這種情況,vector中的元素時由new操作動態申請出來的物件指標:

#include <vector> 
using namespace std; 

vector<void *> v;

每次new之後呼叫v.push_back()該指標,在程式退出或者根據需要,用以下程式碼進行記憶體的釋放:

複製程式碼

for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++) 
    if (NULL != *it) 
    {
        delete *it; 
        *it = NULL;
    }
v.clear();

複製程式碼原文:http://www.cnblogs.com/biyeymyhjob/archive/2012/09/12/2674004.html