为什么C ++中的3D向量在RAM中比1D向量大

Question

我偶然发现STL向量定义如下：

vector < float > test;
test.resize(10000 * 10000 * 5);

在RAM中占用的空间比以下定义少得多：

std::vector<std::vector<std::vector< float > > > test;

test.resize(10000);
for(int i = 0;i <  10000;i++)
{
test[i].resize(10000);
for(int j = 0;j <  10000;j++)
{
test[i][j].resize(5);
}
}

线性矢量方法（前一个）使用正确的RAM量（2Gb），如手动计算。 所以我的问题是，为什么3D矢量消耗的RAM比线性的更多，我发现它在这个例子中显着更多（约4Gb）。

Answer 1

在前一种情况下，您有：

sizeof(vector<float>)                  // outermost vector
  + 10000 * 10000 * 5 * sizeof(float)  // xyz space

在后者你有：

sizeof(vector<vector<vector<float>>>)      // outermost vector
  + 10000 * sizeof(vector<vector<float>>)  // x axis
  + 10000 * 10000 * sizeof(vector<float>)  // xy plane
  + 10000 * 10000 * 5 * sizeof<float>      // xyz space

任何T sizeof(vector<T>)的典型值是3 * sizeof(T*) ，我相信，标准容量允许的最小值必须与大小不同，因为reserve()必须改变capacity()的值，但不是size() 。

Answer 2

向量类使用内存来保存其他指针。 当您分配为1D向量时，您只有1指针和指向的大内存块。 在向量的向量向量的情况下，你有10,000 * 10,000 * 5个向量，每个向量有一个4字节指针，占用20亿个额外字节，只是为了保持位置信息。

编辑

正如安德烈在评论中指出的那样，你实际上并没有设置10,000 * 10,000 * 5个向量，而是：

1D - 顶层向量为其下方的10,000个向量留出空间

2D - 这10,000个向量中的每一个都设置另外10,0000个向量

3D - 最终级别只是实际数据所以......

你有10,000个初始载体，下面有10,000 * 10,000个载体，总共有100,010,000个载体。 另一个用户提到了每个向量占用的大约20个字节的空间（对于内存指针以及类中的其他成员，如大小，容量等等），因此最终会产生大约20亿个字节。

Answer 3

向量类有一些额外的开销。 至少有一个指针和一个大小的字段。 在MS visual studio中，sizeof（std :: vector）是20或24（启用了迭代器调试）。 实际大小将取决于实现。

Answer 4

每个向量对象都有一个开销 - 因为它们可以是可变长度，因此需要指向开始，使用位的大小及其容量的指针。

如果您有一个固定尺寸的3d形状，其高度，宽度和长度已知，您可以将其转换为一维数组。 这将是最有效的。

为了给出x，y，z，你会发现索引为x + width *（（z * height）+ y）将进行转换。