条目十四《使用reserve来避免不必要的重新分配》

条目十四《使用reserve来避免不必要的重新分配》

使用vector和string的插入元素的时候，我们是不用担心内存问题的（只要不超过容器的max_size）。因为底层有分配子管理内存。在插入元素的时候，内存不够会发生像realloc的过程：

1. 分配新的内存块,它有容器目前容量的几倍。在大部分实现中,vector和string的容量每次以2为因数增
   
   长。也就是说,当容器必须扩展时,它们的容量每次翻倍。
2. 把所有元素从容器的旧内存拷贝到它的新内存。
3. 销毁旧内存中的对象。
4. 回收旧内存

先看个例子

vector<int> vec;
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
    vec.push_back(i)
}

这个过程会发生最少4次重新分配内存的过程。再来看下一个重新分配内存涉及到哪些过程：

• 1.new操作-->malloc
• 2.拷贝操作
• 3.析构对象
• 4.释放内存

咋一看，一两次还可以接受，当插入的元素越来越多的时候，对性能的消耗是非常客观的。

上面的问题还只是其中一个问题，在插入元素时，重新分配内存会造成迭代器、指针和引用的失效。

为了优化这两个问题，在使用vector和string的时候，可以使用reserve函数。先引出四个关于容器大小和设置的成员函数：

• size()———————获得容器的元素个数

• capacity()———获得容器的容量

• resize()—————强制设置容器的元素个数（参数大于当前大小，调用默认构造函数创建元素填充在尾部。小于当前大小，会析构并销毁多余的元素）

• reserve()————强制设置容器的容量大小（参数小于现有的容量大小会忽略当前调用，大于会扩容。）

为了避免容器的不必要扩容而造成的消耗，在初始化容器的时候可以通过reserve()设置容器的容量大小，这样在插入元素的是够，只要当前的元素个数小于容量大小，都不会发生重新分配内存。这样也就不会发生迭代器、指针和引用失效等问题，也就没有多次拷贝，析构对象，释放内存的现象发生。

vector<int> vec;
vec.reserve(15);
for(int i = 0; i < 10; i++)
{
    vec.push_back(i)
}

这个过程在reserve后插入元素不会发生重新分配内存过程。因为，插入的元素个数(10)小于容量的大小(15)。

可能有人说，在开始时设置过多的容量，那么不就相当于数组吗？浪费了剩余没用到内存，不用担心这个问题，我们可以等插入元素完毕的时候：

• 调用sesize()来修剪大小
• 使用swap()技巧。（vector tmp_vec(vec).swap(vec) 利用容器的拷贝构造不会复制空内存的原理，先创建一个纯净的临时容器，然后再交换容器内容，原来的容器就可以成为一个没有多余容量的容器，节省内存哦）