在 C++ 中，向量函数 push_back 会增加空数组的大小吗？答案

【问题标题】：In C++, will the vector function push_back increase the size of an empty array?在 C++ 中，向量函数 push_back 会增加空数组的大小吗？
【发布时间】：2011-12-08 03:56:32
【问题描述】：

快速提问。假设我声明了一个大小为 20 的向量。然后我想使用 push_back 向它添加一些整数。

vector<int> myVector(20);
myVector.push_back(5);
myVector.push_back(14);

我的向量的容量现在是 22，还是仍然是 20？是否分别将 5 和 14 添加到索引 [19] 和 [20] 中？还是他们在 [0] 和 [1]？

【问题讨论】：

不要犹豫，自己尝试一下。

标签： c++ vector push-back

【解决方案1】：

在这些语句之后，它的容量由实现定义。（请注意，这与它的大小不同。）

vector<int> myVector(20);

这将创建一个用 20 个 0 填充的向量。它的大小正好是二十个，它的容量至少是二十个。是否正好是 20 是实现定义的；它可能有更多（实际上可能没有）。

myVector.push_back(5);

此后，数组的第 21 个元素为 5，容量再次由实现定义。（如果之前容量正好是 20，那么现在会以未指定的方式增加。）

myVector.push_back(14);

同样，现在数组的第 22 位元素是 14，容量是实现定义的。

如果你想保留空间，但不插入元素，你可以这样做：

vector<int> myVector;
myVector.reserve(20); // capacity is at least twenty, guaranteed not
                      // to reallocate until after twenty elements are pushed

myVector.push_back(5); // at index zero, capacity at least twenty.
myVector.push_back(14); // at index one, capacity at least twenty.

【讨论】：

请注意，C++03 标准 23.2.4/1 要求 vectors “支持 (amortized) constant time 在末尾插入和擦除操作”，所以实际上，当push_back() 需要更多空间时，容量通常会扩大两倍。
好的。谢谢你。我不知道它会充满 20 个 0。那真的会把我的程序搞砸了。我不知道为什么我不考虑不指定尺寸，因为它们是动态的，这就是我需要的。代表我的一个笨蛋。

【解决方案2】：

size 是向量容器中的元素个数。
capacity是分配的存储空间大小
push_back 有效地将向量大小增加一，如果向量大小等于调用前的向量容量，这会导致内部分配的存储重新分配。

【讨论】：

【解决方案3】：

push_back 增加了std::vector 的大小，并将新元素放在vector 的后面（其他容器也有一个push_front 方法可以在前面做同样的事情）。

但是，vector 的大小和容量之间存在差异。 size 指的是当前vector 中有多少项目；容量是指vector 在不重新分配内存的情况下可以容纳的项目总数。 reserve() 内存是可能的，如果你知道你要添加几个元素并且不想增加 vector 零碎。

【讨论】：

好的，所以 push_back 不会增加容量，对吧？除非该向量已经满负荷。
正确，不一定会增加容量。我之所以提到它，是因为 std::vector 很难区分，所以保持术语的正确性很重要，尤其是在阅读 std::vector 的文档时。

【解决方案4】：

由于向量不为空，但大小为 20（包含 20 个元素），而您将 push 2 个元素添加到 back，它现在包含 22 个元素。但是新元素不是放在索引 19 和 20，而是 20 和 21。

如果您真的只想为向量保留足够的内存以容纳 20 个元素（实际上不包含任何元素），以防止代价高昂的重新分配，那么您应该调用

std::vector<int> myVector;
myVector.reserve(20);

在这种情况下，向量仍然是空的，但它有足够的内存来添加至少 20 个元素（例如使用push_back），而无需重新分配其内部存储空间。在这种情况下，向量仅包含您pushed_back 的 2 个元素。

【讨论】：

非常有帮助，谢谢。基本上我想要做的是创建一个向量，并且只在末尾添加元素。我没想到一开始我什至不必给出大小，因为向量是动态的。谢谢！

【解决方案5】：

push_back 将向量的容量增加到至少向量的新大小，但可能（即可能）更大一些。

因为push_back 需要在 O(1) 摊销时间内运行，所以每次重新分配将是旧容量的某个倍数。在一个典型的实现中，倍数是 2。

但未指定确切的容量增加。如果您需要精确控制容量，请使用reserve。

...

重新阅读您的问题，我不确定您是否理解向量大小和容量之间的区别。大小是元素的数量。容量是向量在不执行重新分配的情况下可以容纳的元素数。也就是说，您可以在重新分配发生之前push_back capacity()-size() 元素。

在您的示例中，5 和 14 将分别出现在 myVector[20] 和 myVector[21] 中。

【讨论】：

对。我不明白的是，向量在创建它们时不需要容量，这就是它们的重点——它们是动态的，对吗？所以给他们一个初始容量是没有意义的。
@iaacp：不，这不是毫无意义的。如果您事先知道要在向量中放入多少东西，但在初始化向量时手头没有实际的东西，那么您可以reserve() 一个数量，这样vector 就不必进行任何重新分配。
@iiacp：如果你真的关心重新分配，这并不是没有意义的。重新分配 (a) 需要时间并且 (b) 使指向向量内元素的引用/指针无效。 reserve 允许您设置容量以避免将来重新分配。请注意，您的示例设置了向量的 size，而不是 capacity。您正在创建一个包含 20 个未初始化整数的向量。

【解决方案6】：

嗯，vector 有成员函数push_back。其他序列如deque 有push_front。

0、1、2、……、最终

添加后：

0、1、2、......、最终、加法、......

你可能还记得：

capacity() returns the number of elements in the vector sufficient,
without allocating additional memory.
This number can be greater or equal to size.

也就是说，您不能在前面或中间添加，因为vector 专门用于通过索引快速访问元素。如果要前后添加，可以使用deque，类似于vector。如果您想添加到前面、后面和任何可以使用list 的位置。请注意，list 不提供像 deque 和 vector 这样的索引。

但是，假定向量的容量大于其实际大小。当您向其中添加元素时，它不需要分配额外的内存。仅当容量等于大小时才会这样做。在许多编译器上，新容量将是旧容量的两倍。分配后，它会复制新位置中的所有元素。然而，这种行为在内存方面可能会很昂贵。

【讨论】：