[英]sizeof() on C++ Standard Library
我很好奇并在一些C ++标准库类上应用了sizeof()
运算符。 这是我观察到的:
int main()
{
vector<double> v1;
set<double> s1;
map<double,double> m1;
stack<char> st;
queue<char> q;
vector<char> v2;
set<char> s2;
map<char,char> m2;
cout<<sizeof(v1)<<" "<<sizeof(s1)<<" "<<sizeof(m1)<<endl;
cout<<sizeof(v2)<<" "<<sizeof(s2)<<" "<<sizeof(m2)<<endl;
cout<<sizeof(q)<<" "<<sizeof(st)<<endl;
return 0;
}
我的系统(64位)上的输出是:
12 24 24
12 24 24
40 40
我知道std::set
使用Red-Black树来实现。 所以二叉树的每个节点都有两个指针(每个8个字节),值(8个字节,总共24个)似乎没问题。
std::map
(也使用Red-Black树)有一个额外的键,但仍然是24个字节? 为什么?
为什么std::queue
和std::stack
占用40个字节,而std::vector
只占用12个字节?
为什么char
和double
不会影响类的大小? 是因为模板吗?
这些类的实现是一个黑盒子,没有办法告诉它们包含哪些数据或私有成员。 这完全取决于实施。
了解对象实例中所有字节的唯一方法是读取源代码。
sizeof
运算符将为您提供类型的大小。
现在,如果我要在这里制作一个非常简化的std::vector<T>
版本(请注意,这并不像REAL实现那样做任何事情,并且它太简单而不能真正起作用 - 而且我是跳过你真正需要的很多比特):
template<typename T>
class vector<T>
{
public:
typedef size_t size_type;
private:
T* mdata;
size_type msize;
size_type mreserved;
public:
vector() { mreserved = msize = 0; mdata = 0; }
vector(size_type sz) { msize = 0; mreserved = sz; mdata = new T[sz](); }
void push_back(const T& v)
{
if (msize + 1 > mreserved) grow(mreserved * 2);
mdata[msize+1] = v;
msize++;
}
size_type size() const { return msize; }
// bunch of other public functions go here.
private:
void grow(size_type newsize)
{
if (newsize < 8) newsize = 8;
T* newdata = new T[newsize];
for(size_type i = 0; i < msize; i++) newdata[i] = mdata[i];
swap(mdata, newdata);
delete [] mdata;
mreserved = newsize;
}
};
如您所见,无论存储的数据集有多大,实际类的大小都是相同的(它包含相同的大小和元素数)。 换句话说, sizeof(vector<int>)
是常量。 存储在mdata
后面的数据大小当然在变化,但sizeof
不知道(不知道)那个。
此示例源代码将为您提供以下想法:
struct A
{
int* p; //4 bytes
A(int n)
{
p = new int[n];
}
};
int main()
{
A x1(10);
A x2(100);
cout << boolalpha << (sizeof(x1) == sizeof(x2)); //prints true
}
原因是A只包含一个指针。 指针的大小始终相同(通常为4)。 指针指向的是什么 - 动态数组1000或1000000.它仍然是4。
char或double不会影响大小,因为指向char的指针与指向double的指针具有相同的大小。
对于实际拥有数组而不是指针的std :: array,这些都很重要(数组类型和大小):
cout << boolalpha << ((sizeof(std::array<int, 10>) == sizeof(std::array<int, 11>)); //false!
cout << boolalpha << ((sizeof(std::array<int, 10>) == sizeof(std::array<long double, 10>)); //false!
重要的是要记住sizeof
在编译时进行评估 :因此它在任何意义上都不是动态的。
它的工作是返回类/结构/普通旧数据的大小; 没有其他的。
这就是为什么它总是为你的矢量,集合和地图提供相同的结果。
您似乎假设容器类的大小可以随着消耗的元素数量而增加,但这在物理上是不可能的,因为所有类型都具有固定大小。
而是使用动态分配间接存储元素;
sizeof
不会向您透露此信息 。
sizeof
给你的唯一信息是在容器的构造和管理中使用了多少指针,计数器,标志和其他元数据; 这种细节是从你身上抽象出来的,你永远不应该试图对它进行合理化。
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