最近在看《Effective STL》【条款17:使用交换技巧修整过剩容量】中提到容器的成函数void swap(container& from),即实现容器对象与from对象的交换。

另外,对于连续内存容器vector和string,还有shrink to fit(收缩到合适,根据容器的实际size设置capacity,减少实际内存分配)的功能。

以vector为例,首先说下,size和capacity、resize和reserve的含义及区别。

1. sizecapacityresizereserve

size:对象的元素个数,除reserve外的几乎所有vector操作都可以影响size;

capacity:容器预留容量,即占用真实内存量,capacity >= size。push_back、insert、resize、reserve操作可以影响capacity,其特点为只增不减(即使erase和clear操作);

resize:可以改变size,如果resize的元素个数大于capacity,则同时改变capacity,增加对象内存空间;

reserve:不改变size,如果reserve的元素个数大于capacity,则改变capacity,增加对象内存空间,反之,则不影响capacity;

代码示例如下

 #include <iostream>
#include <vector> using namespace std; int main()
{
vector<int> v;
cout << "initial: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.insert(v.end(), , );
cout << "after insert: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.erase(v.end()-, v.end());
cout << "after erase: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.reserve();
cout << "after reserve: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.resize();
cout << "after resize: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.reserve();
cout << "after reserve: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.clear();
cout << "after clear: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; return ;
}

输出结果为:

initial:
size of v is
capacity of v is after insert:
size of v is
capacity of v is after erase:
size of v is
capacity of v is after reserve:
size of v is
capacity of v is after resize:
size of v is
capacity of v is after reserve:
size of v is
capacity of v is after clear:
size of v is
capacity of v is

根据上面几个概念及Demo,可以看出来,vector对象的实际内存(即capacity)在多次insert和erase操作后大于实际元素个数(size),即使在clear操作后,capacity依然不会减小为零。

所以,有必要对这种基于内存池的容器做内存收缩。

2. swapshrink to fit

修改vector对象多余内存空间的方法:

vector<int>(v).swap(v); // v为一个vector对象

vector<int>(v)基于v拷贝构造了一个临时vector,其分配了v.size()个元素的内存空间,即capacity为v.size(),然后vector<int>(v)与v交换数据,交换后,v的capacity也减少为v.size(),而临时vector对象vector<int>(v)被销毁。

另外,vector<int>().swap(v); // 可以清除v的内存空间

代码示例如下

 #include <iostream>
#include <vector> using namespace std; int main()
{
vector<int> v(, );
cout << "initial: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; v.erase(v.end()-, v.end());
cout << "after erase: " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; vector<int>(v).swap(v);
cout << "after swap (shrink to fit): " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; vector<int>().swap(v);
cout << "after swap (clear): " << endl;
cout << "size of v is " << v.size() << endl;
cout << "capacity of v is " << v.capacity() << endl << endl; return ;
}

输出结果为:

initial:
size of v is
capacity of v is after erase:
size of v is
capacity of v is after swap (shrink to fit):
size of v is
capacity of v is after swap (clear):
size of v is
capacity of v is

如果使用C++11及更新标准的话,可以直接使用shrink_to_fit函数。

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