std::unordered_set::reserve 对容器内存要求的作用？答案

【问题标题】：Role of std::unordered_set::reserve for container memory requirement?std::unordered_set::reserve 对容器内存要求的作用？
【发布时间】：2019-03-27 08:23:20
【问题描述】：

假设我使用std::unordered_set<MyClass>，并假设sizeof(MyClass) 很大，即比sizeof(size_t) 和sizeof(void*) 大得多。我将向无序集合中添加大量 numberOfElementsToBeAdded 元素。

从 https://stackoverflow.com/a/25438497/4237 ，我发现： “每个内存分配都可以向上取整到便于内存分配库管理的大小 - 例如，下一个 2 的幂，接近 100% 最坏情况下的低效率和 50% 平均值，所以让我们添加 50%，仅针对列表节点作为桶可能是两个给定 size_t 和一个指针的幂：50% * size() * (sizeof(void*) + sizeof((M::value_type))"

这使我得出结论，实际内存消耗将介于 1*numberOfElements*sizeof(MyClass) 和 (1+1)*numberOfElements*sizeof(MyClass)，模一些额外的内存，这里没什么兴趣，因为它是 sizeof(size_t) 的顺序。

不过，我事先知道要添加的元素数量，所以我调用：

std::unordered_set<MyClass> set;
set.reserve(numberOfElementsToBeAdded);
//Insert elements

考虑到调用 std::vector::reserve 的并行性，我猜这避免了潜在的开销，因此可以保证内存消耗大约为 1*numberOfElements*sizeof(MyClass)（模一些额外的内存，再次为 @987654332 @)。

我能否依靠标准库的实现来保证像这样调用reserve 将避免上述答案中提到的 0-100%（平均 50%）开销？

【问题讨论】：

标签： c++ stl containers std

【解决方案1】：

来自this std::unordered_set::reserve reference

将桶的数量设置为至少容纳count元素所需的数量...

还有更多，但要点是 std::unordered_set::reserve 实际上并不像 std::vector::reserve 那样工作。对于无序集，它为哈希表分配桶，而不是为实际元素本身分配内存。

集合可以每个桶放一个元素，但不能保证。

【讨论】：

对。调用std::unordered_set::reserve 的目的是避免重新调整内部用于索引集合的散列结构的大小。它（通常）对集合的实际成员的分配或存储方式没有影响。
桶只需要 sizeof(size_t)/sizeof(void*) 内存还是它们（也）需要 sizeof(M:valuetype) = sizeof(MyClass) 内存？
@willem 这是一个未指定的特定于实现的细节。你必须检查你的实现。
@Someprogrammerdude 谢谢。您说“该集合可以在每个桶中放置一个元素，但不能保证。”我很难理解这意味着什么。我是否正确地说每个存储桶也可能少于 1 个元素/MyClass？
@willem 我不知道空桶会使用多少内存，因为这取决于实现。也感觉你没有告诉我们整个问题......为什么你需要知道？您需要解决的实际问题是什么？为什么您如此担心内存消耗（尤其是因为我们仍处于低个位数 MiB 范围内）？

【解决方案2】：

引用标准：

将桶的数量设置为至少需要容纳的数量在不超过最大负载因子的情况下计算元素并重新散列容器，即将元素放入适当的桶中桶的总数发生了变化

重要的部分是**至少*。我认为您不能依赖实现并确保它只使用较少的内存。我的猜测是，无论您是否调用 reserve，numElements 的内存使用量都会相似。

【讨论】：