C ++分配内存的缺点？

Question

如果我使用以下方式分配了大量 (GB) 内存：

int N = ...;
int * array_ = new int[N];

并且使用数组的一小部分，这种方法有什么缺点，除了明显的事实，我在浪费内存？会影响cpu性能还是让程序不稳定？

这背后的原因是避免使用向量类，因为在密集型应用程序中性能会受到很大影响。

Answer 1

取决于操作系统和（可能）程序如何响应内存不足的情况，浪费内存可能会使程序变慢或不稳定。没有保证。

在现代操作系统上，int 的大型但大部分未使用的动态数组应该几乎没有影响。数组中大部分未使用的部分只会被分配虚拟内存空间，它永远不会得到 RAM 或交换的支持。 64 位操作系统（如果你说的是 32GB 的 RAM，你必须使用它）不会缺少虚拟地址空间，直到你用这些东西用完 2⁴⁸ 个字节。

这背后的原因是为了避免使用向量类，因为 在激烈的应用程序中表现出色。

创建比您需要的更大的vector<int> 可能会对性能造成很大影响，因为它将被初始化而此数组未初始化。如果这就是你的意思，那么你的代码应该不会比一个巨大的向量引起更多的不稳定性，并且可能更少，因为内存从未被触及。

如果不是这样，那么启用优化的向量应该不会对性能造成太大影响。因此，您可以例如通过使用struct UninitializedInt { int value; UninitializedInt() {} }; 的向量来解决它，以确保无操作默认构造。您可能想添加一个int 构造函数和/或operator int() 以使用户的生活更轻松（防止在整个地方输入.value），尽管这会导致算术运算符模棱两可，所以它不是灌篮。

或者您可以使用reserve() 为向量分配空间，然后根据需要使用resize() 或push_back() 或insert()。如果这最终导致您实际上检查边界或修改每次访问的大小，那么您当然只需将一个性能影响替换为另一个。

您的代码应该可以工作。如果您不需要重新实现太多vector 的接口，它可能是消除初始化开销的最简单的方法。当然，您需要确保正确释放它。例如：

std::unique_ptr<int[]> array_(new int[N]);

Answer 2

并且使用数组的一小部分，这种方法有什么缺点，除了明显的事实，我在浪费内存？会影响cpu性能还是让程序不稳定？

您的代码将难以维护且异常不安全。 （是的，它会的。不，真的。）

这样做的原因是为了避免使用向量类，因为在密集型应用程序中性能会受到很大影响。

这在任何可敬的 C++ 实现中都是错误的。 std::vector 的开销为零。编译器比你更擅长优化，可以内联成员函数等等。

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关于您的评论：

嗯，它给出了因为当添加一个新项目时，向量类将所有数组数据复制到一个新数组，然后删除旧数组。基准测试显示命中率至少为 50%，在某些情况下为 100%。

见std::vector::reserve。

Answer 3

找到这一点的唯一真正可靠的方法是实际执行并运行性能测试。尝试按照您想到的所有方式进行操作，并根据从这些真实测试中记录的实际数据进行比较和对比。但除此之外，有根据的猜测是您大大高估了std::vector 的性能影响。

Answer 4

这个问题已经解决了here。

这就是答案：

使用 std::vector/std::array 总是更好，至少直到你 可以最终证明（通过分析） T* a = new T[100]; 在您的特定情况下，解决方案要快得多。这是 不太可能发生：向量/数组是围绕 a 的极薄层 普通的旧数组。边界检查有一些开销 vector::at，但你可以通过使用 operator[] 来规避它。

Answer 5

这样做的原因是为了避免使用向量类，因为在密集型应用程序中性能会受到很大影响。

据我所知，使用向量对性能没有太大影响。除非你能更具体，否则你的整个论点都是无效的（即你应该使用向量）。

虽然矢量使用不当可能会导致性能开销（问题不在于矢量，而是您的客户端代码）。如果您确实使用矢量，请考虑使用储备。否则，请尝试 std::forward_list 或 std::list （如果您需要添加不一致的元素）。