具有默认分配器初始化为空的 std::map 是否分配内存？答案

【问题标题】：Does a std::map with default allocator initialised to be empty allocate memory?具有默认分配器初始化为空的 std::map 是否分配内存？
【发布时间】：2021-07-28 13:32:07
【问题描述】：

如果我有一个带有默认分配器的 std::map 初始化为无元素，当它被定义为提供一些容量时是否会分配内存？有没有办法在第一次执行插入之前阻止内存分配？我喜欢这种行为，因为我需要经常创建地图，但它通常根本不使用，因此没有插入任何元素。我想只在插入元素时支付内存分配的成本。

即

std::map<string, double> foo{}; // Is there memory allocation here?

【问题讨论】：

答案取决于您使用的 STL。
你确定一个空地图分配了什么？哪个编译器？
我从未尝试过，但你的问题让我想知道：我该如何找到答案？我想我会尝试通过仅定义 allocate （应该“隐藏”基本实现）来继承 std::allocator，这样我就可以探测 when它被有效地调用...（allocate 的定义只需将调用路由到基本实现）。要使用它，请将其作为std::map 的第四个参数传递（并将第三个设置为std::less<std::string>）。那么你应该能够自己回答这个问题......;）
@Tenphase 也许最简单的方法是重新定义operator new;现场演示：godbolt.org/z/zK3Eoh3WK。使用我的 MSVC，它输出 40，支持 Artyer 的答案。
@DanielLangr 是的，但是您的解决方案很难在已经编写的代码中使用。除非您将std::map 子类化，这甚至会更复杂...通过在单个用户定义的allocator 上隐藏 allocate，您将能够探测任何特定的实例任何 STL 容器。因此，想法/提议... ;)

标签： c++

【解决方案1】：

可以在此处找到类似问题的更详细答案：https://stackoverflow.com/a/57299732/5754656

标准没有强制要求什么是空的/默认构造的地图。大多数都有其内部指针指向某个“结束节点”。在 libc++ 和 libstdc++ 中，这个端节点没有堆分配，默认构造函数标记为noexcept（并且没有分配，如你所愿）。在微软的标准库中，结束节点在堆上，会有内存分配。

如果不使用，防止内存分配的唯一方法是不调用默认构造函数。这可能意味着使用替代地图实现或使用std::optional<std::map> 或其他东西

【讨论】：

OT：这也有有趣的后果。当map的默认构造函数在Microsoft STL中分配时，这基本上意味着它的移动构造函数也不是noexcept（需要将map变为空=默认构造状态）。然后，一旦有了一个映射向量，这些映射就会在向量重新分配时复制。这不仅效率低下，而且不允许在包含在向量中的映射中包含不可复制的对象（例如std::vector<std::map<int, std::unique_ptr<X>>>）。关于这个问题，这里已经发布了几个问题。