向量中字符串的内存分配

Question

如果向量始终提供连续的内存存储，则编译器如何将内存分配给空的std :: strings？

我有一个向量，已将std：string作为私有成员推入了多个类。 然后，我将对向量的引用作为另一个方法的参数传递。

是否从向量的连续数组引用了堆中其他位置的字符串数据？

Answer 1

为std::string分配内存是微不足道的 。

在内部，它将具有某种指针，该指针指向将存储实际字符串数据的内存块。 因此，为std :: string分配内存仅是为指针， size_t东西以及可能还有更多其他基元分配空间的问题。

例如，如果您有一个std::vector<std::string> ，则向量很容易为std::string分配空间，因为它们对于某个常数k每个k个字节。 字符串数据将不参与此分配。

Answer 2

在这种情况下，实际发生在内存中的详细信息完全取决于您使用的特定STL实现。

话虽这么说，我的印象是，在大多数实现中，矢量和字符串都是通过（ 非常简化）的方式实现的：

template<typename T>
class vector
{
  //...
  private:
    T* _data;
};

class string
{
  private:
    char _smallStringsBuffer[kSmallSize];
    char* _bigStringsBuffer;
};

向量的数据根据​​容量（在默认初始化时具有默认值，并在向向量中添加元素时增加）自动在堆上分配。

字符串的数据静态分配给小字符串（取决于实现的值“ small”），然后在字符串变大时动态分配。 出于多种原因会出现这种情况，但主要是为了更有效地处理小字符串。

您描述的示例类似于：

void MyFunction(const vector<string>& myVector)
{
  // ...
}

int main()
{
  vector<string> v = ...;

  // ...

  MyFunction(v);

  // ...

  return 0;
}

在这种特殊情况下，向量v的基本数据将位于堆栈中，因为v._data将分配在堆中。 如果v的容量为N ，则v._data在堆中的大小将为sizeof（string）* N，其中字符串的大小是一个常数，取决于kSmallSize * sizeof（char）+ sizeof（char *），基于上面字符串的定义。

对于连续数据，仅当向量中收集的所有字符串的字符数少于kSmallSize时，它们的数据才会在内存中“几乎”连续。

对于性能至关重要的代码，这是一个重要的考虑因素，但是老实说，我不认为大多数人会在这种情况下依赖标准STL的向量和字符串，因为实现细节可能会随时间以及在不同的平台和编译器上发生变化。 此外，每当您的代码超出“快速”路径时，您将不会注意到，除非出现了难以控制的延迟峰值。