为未初始化的 std::string 变量分配了多少内存？答案

【问题标题】：how much memory is allocated to an uninitialized std::string variable?为未初始化的 std::string 变量分配了多少内存？
【发布时间】：2018-11-08 21:25:50
【问题描述】：

如果我声明了一个 std::string 类型的变量但没有初始化它，那么分配了多少内存？我知道，如果我将它初始化为“hello”，例如，将为每个字符保留一个字节加上一个用于空字符的字节，总共 6 个。是否在字符串类的某处定义了默认长度？（我尝试在字符串头文件中查找实际定义但不知道在哪里找到它）

【问题讨论】：

我们计算类本身所需的内存还是只计算它存储的数据？
查找实现的地方是它的默认构造函数和声明数据成员的地方，但绝不保证在实现或版本之间保持一致。
它可能是 0 字节，但它没有定义（据我所知）。并且不要混淆为数据分配的内存和为std::string 分配的内存（这是恒定的）。您是在问使用了多少内存还是分配了多少？而一些std::string 的实现使用了小字符串优化，因此它可以使用std::string 的内存直接存储短字符串，而不需要分配其他任何东西。这个问题有很多方法，很难知道你到底在问什么。
您是在询问某个特定平台上会发生什么、通常会发生什么或保证会发生什么？

标签： c++ string memory

【解决方案1】：

未指定。不同的实现可能会在默认构造时分配不同数量的内存，并且不需要实现告诉您这是多少内存。但是，我相信现在std::string 最常见的是采用短字符串优化，在这种优化下，默认构造的std::string 不需要分配任何内存，除了std::string 类本身的大小。有关详细信息，请参阅Meaning of acronym SSO in the context of std::string。请注意，sizeof(std::string) 也未指定。

【讨论】：

【解决方案2】：

虽然未指定，但有一点值得一提：在实践中，实现会避免为未初始化的字符串分配内存。

我使用 Compiler Explorer (link to the test) 对通常的 sizeof(std::string) 进行了一些测试。以下是结果，当然您可以尝试更多：

gcc / Linux / x86-64 / libstdc++ : 32 字节
gcc / Linux / x86 / libstdc++ : 24 字节
clang / Linux / x86-64 / libc++（注意：不是 libstdc++！）：24 字节
clang / Linux / x86 / libc++ : 12 字节
msvc / Windows / x86-64 / VC 运行时：32 字节
msvc / Windows / x86 / VC 运行时：24 字节
gcc / Linux / ARM64 / libstdc++ : 32 字节
gcc/Linux/ARM（32 位）/libstdc++：24 字节
msvc / Windows / ARM64 / VC 运行时：32 字节（注意：CE 上的输出为十六进制）

粗略地说，在实践中，std::string 对象将有 12 到 32 个字节大，不包括动态分配的内存。

这些结果主要取决于标准库的实现和 CPU 架构（因为标准库喜欢做什么）。

请注意，这些大小确实包括 SSO，@Brian 在他的回答中讨论了这一点。我相信这是 libstdc++ 和 MS 实现使用 32 字节而不是 24 字节的动机（因为我怀疑通常涉及 3 个指针：数据开始、数据结束和容量结束），尽管我不知道具体情况。

【讨论】：

【解决方案3】：

您可以随时检查自己。这取决于您使用的计算机，要检查数据类型大小，您始终可以使用size:of。

在你的情况下，它看起来像这样

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string a = "";

    std::cout << sizeof(a) << '\n';

    system("PAUSE");
    return 0;
}

我得到 28 个字节。

【讨论】：