在 C++ 中，对如何存储在内存中？答案

【问题标题】：How are pairs stored in memory in C++?在 C++ 中，对如何存储在内存中？
【发布时间】：2022-01-16 16:25:15
【问题描述】：

我刚刚在阅读 C++ 中的对时，我想到了这些对是如何存储在内存中的，以及分配给对象或其他东西的对的标识符。请解释包含对的数组如何使用内存来保存对，以及我们如何通过访问每个对来遍历该数组；

【问题讨论】：

在 C++ 中，数组或数组对按字面意思存储。您还可以拥有一对数组 (std::pair<std::array<T1, N1>, std::array<T2, N2>>)，但这是一种完全不同的类型，具有不同的内存布局。特别是，由于后者包含两个数组，所以这两个数组可以有不同的大小。

标签： c++ arrays memory-management iteration key-pair

【解决方案1】：

看看这个例子：

#include <iostream>
#include <array>
#include <iterator>


int main( )
{
    std::array< std::pair<char, char>, 10 > arrayOfPairs { };
    std::cout << "size of array: " << sizeof( arrayOfPairs ) << "\n\n";

    for ( size_t idx { }; idx < arrayOfPairs.size( ); ++idx) // fill the array with
                                                             // std::pair objects
    {
        arrayOfPairs[ idx ] = std::make_pair<char, char>( 'a', 'b' + idx );
    }

    std::cout << "key" << "   " << "value" << '\n';

    for ( const auto& p : arrayOfPairs ) // print the keys and values
    {
        std::cout << " " << p.first << "      " << p.second << '\n';
    }

    return 0;
}

输出：

size of array: 20

key   value
 a      b
 a      c
 a      d
 a      e
 a      f
 a      g
 a      h
 a      i
 a      j
 a      k

在本例中，每个pair对象由两个chars组成，因此大小为2字节。 arrayOfPairs 有 10 对对象的空间，这意味着它的大小是 10 * 2 == 20 字节。在std::pair 对象中，键和它的值彼此并排存储。它就像一个简单的结构体。

【讨论】：

这如何回答这个问题？
如果没有错，“连续”位会产生误导。在标准 C++ 用语中，“连续”的意思是“没有填充”。也就是说，第二个对象的地址是第一个子对象的地址加上第一个子对象的大小。由于对齐，这通常无法保证。 pair<char,int> 可能有内部填充。
@MSalters 是的。是的，在我的编译器上，pair<char, int> 的大小是 8 个字节而不是 5 个。
但这并不能解释如何存储一对
@Vasu saini “如何存储一对”是什么意思？

【解决方案2】：

至于这对本身，如果您查看标准库source code，您会注意到，在删除所有样板之后，最简单的情况std::pair 只是一个简单的类模板：

template<typename First, typename Second>
struct pair
{
  First first;
  Second second;
};

现在，所有样板文件都在那里，以确保以最小的开销执行所有特殊功能，如比较、分配、复制构造等。但是为了心理模型，可以考虑这个简单的结构。

至于“成对数组”- 我不确定我是否遵循，真的。 std::array<std::pair<X,Y>, SIZE>/std::vector<std::pair<X,Y>> 的行为与任何其他类型的行为一样，即它将对存储在连续的内存块中，故事结束。迭代也一样，没什么特别的：

    std::array<std::pair<char, int>, 3> pairs{
        std::pair{'a', 1},
        std::pair{'b', 2},
        std::pair{'c', 3}};

    for (const auto& p:pairs){
        std::cout << p.first << " " << p.second << "\n";
    }

demo

【讨论】：