vector::reserve() 似乎没有分配空间

Question

附加代码包含三个对 std::vector::assign() 的调用。在第一次调用之前，调用 std::vector::reserve() 以分配适当的内存量，然后填充向量。在填充第二个向量之前，对 assign() 的第二次调用不会调用 reserve()，因此我希望在调用 assign() 期间至少会发生一次分配。第三次调用 assign() 用于用新数据重新填充第一个向量。代码中的第四个块使用 new 分配一个 int 数组并填充它。

我希望第一个、第三个和第四个块的性能相同，而第二个块由于需要分配而需要额外的时间。我实际发现的是，第一个和第二个块花费相同的时间，而第三个和第四个块的运行速度明显更快（~30%）。在我看来，对 reserve() 的调用实际上并没有分配所需的空间，而是将分配推迟到对 assign() 的调用。

我已经在两个平台上对此进行了测试：使用 Visual C++ 2010 编译器编译的 Windows Vista，以及使用 gcc 4.3.2 编译器编译的 SUSE linux。我尝试了不同级别的优化（包括没有优化），并继续看到相同的行为。任何想法为什么 reserve() 没有按照我的预期做？如果我看到的是正确的行为，那么 reserve() 有什么意义？

谢谢， 乔什

#include <vector>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>

int main()
{
  int     len=1E8, nloops=100;
  clock_t start, stop;
  double  wr=0.0, wor=0.0, wc=0.0, pb=0.0;

  printf("Number of values tested = %d\n", len);
  printf("Number of loops = %d\n", nloops);

  std::vector<int> vec1a, vec1b;
  for(int i=0; i<len; i++) vec1a.push_back(i);
  for(int i=len; i>0; i--) vec1b.push_back(i);

  for(int i=0; i<nloops; i++)
  {
    std::vector<int>  vec2, vec3;
    int              *vec4;

//First block
    vec2.reserve(len);
    start = clock();
    vec2.assign(vec1a.begin(), vec1a.end());
    stop = clock();
    wr += ((double)(stop-start))/((double)(CLOCKS_PER_SEC));

//Second block
    start = clock();
    vec3.assign(vec1a.begin(), vec1a.end());
    stop = clock();
    wor += ((double)(stop-start))/((double)(CLOCKS_PER_SEC));

//Third block
    vec2.clear();
    start = clock();
    vec2.assign(vec1b.begin(), vec1b.end());
    stop = clock();
    wc += ((double)(stop-start))/((double)(CLOCKS_PER_SEC));

//Fourth block
    start = clock();
    vec4 = new int[len];
    for(int j=0; j<len; j++) vec4[j] = vec1a[j];
    stop = clock();
    pb += ((double)(stop-start))/((double)(CLOCKS_PER_SEC));
    delete []vec4;
  }

  printf("With reserve()    = %10.4lE\n", wr);
  printf("Without reserve() = %10.4lE\n", wor);
  printf("With clear()      = %10.4lE\n", wc);
  printf("newed int array   = %10.4lE\n", pb);

  return 0;
}

Answer 1

考虑到向量的源代码都在头文件中，您可以搜索 .assign 的作用。在 assign 内部，它一次分配所需数量的项目。模板足够聪明，知道在你做vec2.assign(vec1a.begin(), vec1a.end())时它需要1E8

如果你真的想测试它，遍历每个项目并使用 push_back 而不是 assign()

加法

澄清一下，在 .assign() 的调用堆栈中，它计算新容量并调用 _Grow_to (MSVC++10)。实际上， .assign() 做了一个保留。

Answer 2

这并不能解释您的结果，但您可能想知道reserve 和new[] 都没有实际分配内存。相反，它们只是在您的进程中分配地址空间，只有当它们被使用时，虚拟内存管理器才会提交实际的 RAM 页面（并且页面将一次提交一个，块的一部分可能是承诺和部分不）。