向量中字符串的内存分配答案

【问题标题】：Memory allocation for strings in vectors向量中字符串的内存分配
【发布时间】：2017-03-21 05:47:43
【问题描述】：

如果向量总是提供连续的内存存储，编译器如何为空的 std::strings 分配内存？

我有一个向量，我已将多个类推送到其中，并将 std:string 作为私有成员。然后，我将对向量的引用作为参数传递给另一个方法。

堆中其他地方的字符串数据是否引用自向量的连续数组？

【问题讨论】：

标签： c++ c++11 vector

【解决方案1】：

为std::string 分配内存微不足道。

在内部，它会有某种指针指向一块内存，实际的字符串数据将存储在该内存块中。因此，为 std::string 分配内存只是为指针、size_t 或其他东西分配空间，也许还有更多原语。

例如，如果您有一个std::vector<std::string>，向量很容易为std::string 分配空间，因为它们只是k 字节，每个常量k。本次分配不涉及字符串数据。

【讨论】：

【解决方案2】：

在这种情况下，内存中实际发生的事情的详细信息完全取决于您正在使用的特定 STL 实现。

话虽如此，我的印象是，在大多数实现中，向量和字符串都是用类似（非常简化的）：

template<typename T>
class vector
{
  //...
  private:
    T* _data;
};

class string
{
  private:
    char _smallStringsBuffer[kSmallSize];
    char* _bigStringsBuffer;
};

向量的数据是根据容量在堆上动态分配的（默认初始化时有一个默认值，并在向向量添加元素时增长）。

字符串的数据是静态分配给小字符串的（“small”的实现依赖值），然后当字符串变大时动态分配。出现这种情况的原因有很多，但主要是为了更有效地处理小字符串。

你描述的例子是这样的：

void MyFunction(const vector<string>& myVector)
{
  // ...
}

int main()
{
  vector<string> v = ...;

  // ...

  MyFunction(v);

  // ...

  return 0;
}

在这种特殊情况下，只有向量 v 的基本数据将在堆栈中，因为 v._data 将在堆上分配。如果 v 的容量为 N，则 v._data 在堆中的大小将为 sizeof(string) * N，其中字符串的大小是一个常数，取决于 kSmallSize * sizeof(char) + sizeof (char*)，基于上面字符串的定义。

对于连续数据，只有当向量中收集的所有字符串的字符数都少于 kSmallSize 时，它们的数据才会在内存中“几乎”连续。

这是性能关键代码的一个重要考虑因素，但老实说，我认为大多数人不会在这种情况下依赖标准 STL 的向量和字符串，因为实现细节会随着时间和不同平台而变化和编译器。此外，当您的代码超出“快速”路径时，您不会注意到，除非出现难以控制的延迟高峰。

【讨论】：