当vector空间不足时,如何扩容?
当 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:
- 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。 -
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。 -
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)。
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释放旧内存:一旦所有元素都被成功复制到新内存区域,
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会释放原来的内存空间。 -
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
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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
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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),
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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,
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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。