包含枚舉-指針對的 std::map 中節點的大小是多少

Question

我正在努力減少我的應用程序的 memory 要求，因為我正在考慮從 30 個條目的數組（其中許多是空的 / NULL ）移動到 std::Z1D78DC8ED51214E518B5114AE24 作為鍵和值的指針這樣，我將只有我需要的條目。

// I create around 50 million objects of my_class type 
class my_class 
{
// I want to change this 
   my_ptr* arr[30];
// to
   std::map<enum_type,my_ptr*> my_map;
};

我創建了5000萬個class以上的對象，所以我會有5000萬個這樣的地圖。 我想了解 std::map 的單個節點的大小。我讀到它們是作為紅黑樹實現的，每個節點都會保存指向子節點的指針，所以我猜測子節點至少有 16 個字節，也許8 個字節多用於存儲顏色。 在這里使用 std::unordered_map 更好還是我應該嘗試不同的數據結構？

Answer 1

讀它們被實現為紅黑樹，每個節點都將保存指向子節點的指針

可能還需要一個父指針。

我應該嘗試不同的數據結構嗎？

如果您唯一關心的是 memory 使用，那么您應該使用包含索引和指針的對象向量。

Answer 2

memory有多種用途你可以關心。 該數組具有恆定大小，並且在my_class數據結構之外沒有分配。 使用 map 可能會導致發生其他分配。 與向量相同。

如果單個 object 更小，您可能會感到滿意——正如@eerorika 指出的那樣，對於一個空的my_class ，一個向量可能是 16 字節my_class的索引+指針。 無論如何，數組實現都保持 240 字節。 使用object時會怎樣？ 插入幾個元素，也許發生了重新分配，你突然得到 memory 碎片，來自底層分配庫的開銷等。

這是一個使用 jemalloc 的malloc_stats_print()來顯示可能發生的情況的高度不可移植的示例：

#include <malloc_np.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#include <map>

struct my_ptr;
struct my_class_arr {
  my_ptr *arr[30];
};
struct my_class_map {
  std::map<int, my_ptr *> my_map;
};

int main(int argc, char **argv) {
  constexpr const int million = 1000000;

  printf("Memory usage before:\n");
  malloc_stats_print(nullptr, nullptr, nullptr);
  if (argc > 1) {
    auto *arr = new my_class_arr[million];
    arr[17].arr[3] = nullptr;
  } else {
    auto *map = new my_class_map[million];
    map[17].my_map[3] = nullptr;
  }

  printf("Memory usage after:\n");
  malloc_stats_print(nullptr, nullptr, nullptr);

  return 0;
}

統計信息在程序啟動時打印，並在分配一百萬個對象后打印。 我相信（非常冗長）output 中的Allocated行是最相關的，只需在沒有參數的情況下運行數組方法即可。 或使用 map 結構的參數。

使用clang，無優化（注意無優化的無用：）：

./a.out 2>&1 | grep ^Allocated
Allocated: 69640, active: 77824, metadata: 4509640 (n_thp 0), resident: 4562944, mapped: 6369280, retained: 2019328
Allocated: 25240896, active: 25276416, metadata: 4551504 (n_thp 0), resident: 29810688, mapped: 33669120, retained: 6176768

對 output 的第二行做一個小表，用於各種組合：

• 未優化，數組：25240896
• 未優化，map：268505728（超過 10 倍）
• 優化-O3，數組：25240896（不變）
• 優化的-O3，map：69640（編譯器清楚地知道我不知道的東西）

或者，更籠統地說：測量（針對您的特定用途），不要猜測。