c++ 理解向量创建的 size_t 行为

Question

这是我几天前发布的https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/256241/c-coding-practice-class-vs-free-functions 问题的后续。简而言之，这个想法是为统计数据分析创建一个自定义向量类。

我得到了很好的回应，这让我意识到我需要理解：为什么在容器类的构造函数中使用 size_t 以及为什么要使用它？

这是建议解决方案的一部分：

template<class T>
class vect
{
    std::vector<T> m;

public:
    vect(size_t n) :m(n) {}
    void addTo(T a){ m.push_back(a); }
    std::vector<T> get() const { return m;}
    ... more functions and overloaded operators
};

我知道 size_t 是一个（无符号整数）数据类型，应该用来表示它的值应该代表 n 个对象的大小。

为了理解 size_t 的行为，我做了以下操作：

int main() {
    vect<int> m(0);
    vect<int> n(100);
    std::cout << sizeof(n) << std::endl;
    std::cout << sizeof(m) << std::endl;
    std::cout << sizeof(m.get()) << std::endl;
    for (int i = 0 ; i < 100; i++) {
        m.addTo(i);
    }

    std::cout << sizeof(m) << std::endl;
    std::cout << sizeof(m.get()) << std::endl;

    }

所有这些都返回“24”。 （我预计添加参数后对象的大小会发生变化。）但是：

    for(int i = 0; i<100;i++)
        std::cout << m[i] << std::endl;

很好地打印出从 0 到 100 的所有值。因此我知道向量中有 100 个整数，但为什么它的大小是 24 而不是 100？

显然我是 C++ 编程的新手，更糟糕的是，这是我的第一个模板类。

感谢您的时间和耐心，我真的很感激。

Answer 1

sizeof 与内存中type 的大小有关。您的 vect 类是一个占用 24 个字节的类型。类型的大小在编译后永远不会改变。

但是你的向量如何在不改变大小的情况下存储这么多信息呢？因为它包含指向可以占用更多空间的其他事物的指针（实际上，它们可以根据需要占用尽可能多的空间——这就是它们被称为动态数据结构的原因）。大概您的 vect 实例包含一个指向标准向量类的指针，该类包含其他指针，可能指向一个数组或保存实际数据的动态分配的内存部分。

您无法查询这些私有的、间接引用的内存位的大小，因为您不知道它们的名称或类型。事实上，创建此类容器类的一个主要原因是您不必不必知道要分配多少内存 - 您只需将内容塞入其中，它们会默默地根据需要分配尽可能多的内存.