向量是否必须存储大小两次？

Question

这是一个相当学术的问题，我意识到它对优化无关紧要，但这只是出于兴趣。

据我了解，当您调用new[size] 时，会分配额外的空间来存储分配数组的大小。这样当调用delete [] 时，就知道可以释放多少空间了。

我写的是我认为向量将如何大致实现：

#include <cstddef>

template <class T>
class Vector
{
public:
  struct VectorStorage
  {
    std::size_t size;
    T data[];
  };

  Vector(std::size_t size) : storage(new VectorStorage[size])
  {
    storage->size = size;
  }

  std::size_t size() 
  { 
    return storage->size; 
  }

  ~Vector() 
  { 
    delete[] storage; 
  }
private:
  VectorStorage* storage;
};

据我所知，size 被存储了两次。一旦直接进入VectorStorage 对象（因为它需要这样size() 函数才能工作），但又以编译器隐藏的方式，所以delete[] 可以工作。

似乎size 被存储了两次。是这种情况且不可避免，还是有办法确保大小只存储一次？

Answer 1

std::vector 不分配内存； std::allocator，或者你给vector的任何分配器，都是分配内存的。分配器接口给出了要分配/解除分配的项目数，因此不需要实际存储它。

Answer 2

向量通常不存储大小。通常的实现将指针保留在最后一个元素的末尾和分配内存的末尾，因为可以reserve 空间而不实际在其中存储元素。但是，没有标准的方法来访问 new 存储的大小（可能一开始就没有存储），因此通常需要一些重复。

Answer 3

是的。但这是编译器一无所知的堆分配器的实现细节。它几乎肯定与向量的容量不同，因为向量只对元素的数量感兴趣，而不是字节数。并且堆块往往会出于自身目的而产生额外的开销。

Answer 4

你在错误的地方设置了大小——你将它与每个元素一起存储（通过 VectorStorage 数组），它还包含一个 T 数组（每个 VectorStorage 实例）。你真的想拥有像这样的数组中的数组？你也永远不会在你的析构函数中清理你的 T 数组。