当vector空间不足时,如何扩容?

vector 的空间不足以容纳更多元素时,它会进行扩容操作以提供更多的存储空间。这个过程涉及以下步骤:

  1. 确定新容量:首先,vector 需要确定新的容量。这通常是当前容量的两倍(或其他预定义的增长因子)。这种倍增策略是为了在扩容次数和每次扩容的成本之间找到平衡。

  2. 分配新内存:接着,vector 会在堆上分配一块新的、更大的连续内存空间来存放元素。

  3. 复制元素:将现有的所有元素从旧内存区域复制到新分配的内存区域。这一步通常使用拷贝构造函数或移动构造函数(如果元素类型支持移动语义)。

  4. 释放旧内存:一旦所有元素都被成功复制到新内存区域,vector 会释放原来的内存空间。

  5. 更新内部指针:最后,vector 更新其内部数据结构,如指向元素数组的指针、大小和容量。

扩容的影响和考虑因素
  • 性能成本:扩容是一个相对昂贵的操作,因为它涉及到内存分配和元素的复制或移动。这就是为什么合理选择初始容量或使用 reserve() 方法预留足够空间可以提高性能。

  • 迭代器失效:扩容会导致之前所有指向 vector 元素的迭代器、指针和引用失效,因为元素已经被移动到了新的内存位置。

应用场景示例
  • 数据收集:在不断收集数据的应用场景中(如日志记录或实时数据采集),vector 可以动态扩容以应对数据量的不断增长。

  • 动态数组功能:在需要动态数组功能的场景中,如游戏开发中的动态实体列表,vector 提供了自动扩容的便利。

总的来说,vector 的自动扩容机制使其成为一个非常灵活和强大的容器,适用于多种需要动态数组功能的场景。

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