c ++ Vector，每当它在堆栈上展开/重新分配时会发生什么？
我是新来的C + +，我在我的项目上使用vector类。 我发现它非常有用，因为我可以有一个数组，在必要时自动重新分配（例如，如果我想push_back一个项目，并且vector已经达到了最大容量，它会重新分配自己，向操作系统请求更多的内存空间）访问vector的元素非常快（它不像列表，为了达到“第n个”元素，我必须通过“n”个第一个元素）。
我发现这个问题非常有用，因为他们的答案完美地解释了“内存分配器”是如何工作的，当我想把我的vector存储在堆/栈上时：
[1] vector<Type> vect; [2] vector<Type> *vect = new vector<Type>; [3] vector<Type*> vect; 然而，有一个疑问是困扰我一段时间，我无法find答案：每当我构build一个向量，并开始推入大量的项目，它会达到vector将满的一刻，所以继续增长它将需要重新分配，复制自己到一个新的位置，然后继续push_back项目（显然，这个重新分配它隐藏在类的实现，所以它是完全透明的我）
好的，如果我已经在堆上创build了这个向量[2]，我不会想象会发生什么事情：类向量调用malloc，获取新的空间，然后将自身复制到新的内存中，最后删除自由调用的旧内存。
然而，当我在栈上构造一个向量时，面纱隐藏了发生的事情：当向量必须重新分配时，会发生什么？ AFAIK，无论何时在C / C ++中input一个新的函数，计算机都会查看variables的声明，然后展开堆栈以获得必要的空间来放置这些variables，但是在堆栈中不能分配更多的空间function已经在运行。 类vector如何解决这个问题？
你写了
[…]复制到一个新的位置
这不是一个vector的工作方式。 vector数据被复制到一个新的位置，而不是vector本身。
我的答案应该给你一个如何devise一个载体的想法。
常见的std :: vector布局*
注意： std::allocator实际上可能是一个空的类， std::vector可能不包含这个类的一个实例。 对于任意的分配器来说这可能不是这样的。
在大多数实现中，它由三个指针组成
-
begin指向堆上的向量的数据存储器的开始（如果不是nullptr总是在堆上） -
end点指向vector数据最后一个元素的一个内存位置 – >size() == end-begin - 通过向量内存的最后一个元素的内存位置上的
capacity点 – >capacity() == capacity-begin
在堆栈上的vector
我们声明了std::vector<T,A>types的variables，其中T是任何types， A是T的分配器types（即std::allocator<T> ）。
std::vector<T, A> vect1;
这在内存中是怎样的？
正如我们所看到的：堆上没有任何事情发生，但variables占用了堆栈中所有成员所需的内存。 在那里，它会留在那里，直到vect1超出范围，因为vect1只是像任何其他types的对象typesdouble ， int或其他。 它会坐在堆栈的位置，并等待被破坏，而不pipe它在堆上处理多less内存。
vect1的指针不指向任何地方，因为vector是空的。
在堆上的vector
现在我们需要一个指向vector的指针，并使用一些dynamic堆分配来创buildvector。
std::vector<T, A> * vp = new std::vector<T, A>;
我们再来看看内存。
我们有我们的vpvariables在堆栈上，我们的vector现在在堆上。 同样的vector本身不会在堆上移动，因为它的大小是不变的。 如果重新分配，只有指针（ begin ， end ， capacity ）才会跟随内存中的数据位置。 我们来看看这个。
将元素推送到vector
现在我们可以开始将元素推向一个向量。 我们来看看vect1 。
T a; vect1.push_back(a);
variablesvect1仍然存在，但堆中的内存被分配以包含T一个元素。
如果我们再添加一个元素会发生什么？
vect1.push_back(a);
- 数据元素堆上分配的空间将不够用（因为它只有一个内存位置）。
- 一个新的内存块将被分配给两个元素
- 第一个元素将被复制/移动到新的存储。
- 旧的内存将被释放。
我们看到：新的内存位置是不同的。
如果我们摧毁最后一个元素，让我们来看看情况。
vect1.pop_back();
分配的内存将不会改变，但最后一个元素将调用析构函数，结束指针向下移动一个位置。
正如你所看到的： capacity() == capacity-begin == 2 size() == end-begin == 1
vector对象可以在堆栈中进行初始化，但vector中的数据将在堆上。
（普通的类class foo {int* data;};具有这个特性）
你构build你的vector（堆栈或堆）的方式并不重要。
请参阅std::vector的文档
在内部，向量使用一个dynamic分配的数组来存储它们的元素。 这个数组可能需要重新分配，以便在插入新元素时增大大小，这意味着分配一个新数组并将所有元素移动到其中。
当vector“增长”时，vector对象不会增长，只有内部dynamic数组发生变化。
至于它的实现，你可以看看GCC的vector实现。
为了简单_Vector_impl ，它将向量声明为带有一个 _Vector_impltypes的受保护成员的类。
正如你所看到的，它被声明为一个包含三个指针的结构：
- 一个指出存储开始（和数据的开始）
- 一个指出数据的结尾
- 一个用于存储结束
你基本上是问一个vector的实现细节。 C ++标准没有定义如何实现一个vector – 它只是定义了一个vector应该做什么以及需要实现哪些操作。 没有人能100％准确地告诉你当一个vector被重新分配时会发生什么，因为每个编译器在理论上是不同的。
这就是说，了解一个vector是如何实现的并不难。 vector本身就是一个简单的数据结构，它具有指向存储在vector的实际数据的指针。 沿着这些线路的东西：
template <typename Val> class vector { public: void push_back (const Val& val); private: Val* mData; }
以上显然是psudocode，但你明白了。 在堆栈上（或在堆上）分配vector ：
vector<int> v; v.push_back (42);
内存可能最终看起来像这样：
+=======+ | v | +=======+ +=======+ | mData | ---> | 42 | +=======+ +=======+
当你push_back到一个完整的向量时，数据将被重新分配：
+=======+ | v | +=======+ +=======+ | mData | ---> | 42 | +=======+ +-------+ | 43 | +-------+ | 44 | +-------+ | 45 | +=======+
…vector指向新数据的指针现在将指向那里。
你也可以保留预期的大小，
vect.reserve(10000);
这将保留所使用types的10000个对象空间
一个向量不是一个元素的数组，或者是用来存储这些元素的内存。
一个向量pipe理一个元素数组，它分配的内存，取消分配，缩小和增长的需要。
你select如何分配vector本身与vector自己决定如何以及在哪里分配它为你pipe理的内存无关 。
我不想阻止你对这个向量在内部是如何工作的兴趣（这既有趣又有用），但是编写类和logging它们的关键在于你只需要理解接口而不是实现。
