std::array、std::vector和原始数组的大小

Size of std::array, std::vector and raw array

本文关键字：std 数组 array vector 原始      更新时间：2023-10-16

让我们有，

std::array <int,5> STDarr;
std::vector <int> VEC(5);
int RAWarr[5];

我试着把它们的尺寸弄成

std::cout << sizeof(STDarr) + sizeof(int) * STDarr.max_size() << std::endl;
std::cout << sizeof(VEC) + sizeof(int) * VEC.capacity() << std::endl;
std::cout << sizeof(RAWarr) << std::endl;

输出为，

40
20
40

这些计算正确吗？考虑到我没有足够的内存用于std::vector，并且无法逃脱动态分配，我应该使用什么？如果我知道std::array会降低内存需求，我可以更改程序使数组变为静态。

这些数字是错误的。此外，我也不认为它们代表了你认为它们代表的东西。让我解释一下。

首先是关于他们错了的部分。不幸的是，你没有显示sizeof(int)的值，所以我们必须推导它。在你使用的系统上，int的大小可以计算为

size_t sizeof_int = sizeof(RAWarr) / 5; // => sizeof(int) == 8

因为这本质上是sizeof(T)的定义：它是数组中T类型的两个相邻对象的开头之间的字节数。这恰好与STDarr的数字打印不一致：类模板std::array<T, n>被指定为嵌入类型为T的n对象数组。此外，std::array<T, n>::max_size()是一个产生n的常量表达式。也就是说，我们有：

40                                               // is identical to
sizeof(STDarr) + sizeof(int) * STDarr.max_size() // is bigger or equal to
sizeof(RAWarr) + sizeof_int * 5                  // is identical to
40             + 40                              // is identical to
80

这就是40 >= 80——一个反证。

类似地，第二次计算也与第三次计算不一致：std::vector<int>至少包含5元素，并且capacity()必须大于size()。此外，std::vector<int>的大小是非零的。也就是说，以下内容必须始终正确：

sizeof(RAWarr) < sizeof(VEC) + sizeof(int) * VEC.capacity()

无论如何，所有这些都与您的实际问题无关：使用T、std::array<T, n>和std::vector<T>的内置数组表示T类型的n对象的开销是多少？这个问题的答案是：

  1. 内置阵列T[n]使用sizeof(T) * n
  2. CCD_ 26使用与CCD_ 27相同的大小
  3. std::vector<T>(n)需要一些控制数据（大小、容量，可能还有分配器）加上至少'n*sizeof（T）'字节来表示其实际数据。它也可以选择具有比CCD_ 30大的CCD_

除了这些数字之外，实际使用这些数据结构中的任何一个都可能需要额外的内存：

  1. 所有对象都在适当的地址对齐。为此，对象前面可能有额外的字节
  2. 当对象被分配到堆上时，除了可用的内存之外，内存管理系统还会包括几个字节。这可能只是一个关于大小的词，但它可能是分配机制想要的任何东西。此外，该内存可能存在于分配内存之外的其他地方，例如某个地方的哈希表中

好吧，我希望这能提供一些见解。然而，这里出现了重要的消息：如果std::vector<T>无法容纳您所拥有的数据量，则有两种情况：

  1. 您的内存非常低，大多数讨论都是徒劳的，因为您需要完全不同的方法来处理仅有的几个字节。如果您正在处理资源极为有限的嵌入式系统，就会出现这种情况
  2. 您有太多的数据，使用T[n]或std::array<T, n>不会有多大帮助，因为我们所说的开销通常小于32字节

也许你可以描述一下你实际上想做什么，以及为什么std::vector<T>不是一个选项。

相关文章：