c++ - std::array、std::vector 和原始数组的大小

Question

让我们有，

std::array <int,5> STDarr;
std::vector <int> VEC(5);
int RAWarr[5];

我试图得到它们的大小，

std::cout << sizeof(STDarr) + sizeof(int) * STDarr.max_size() << std::endl;
std::cout << sizeof(VEC) + sizeof(int) * VEC.capacity() << std::endl;
std::cout << sizeof(RAWarr) << std::endl;

输出是，

40
20
40

这些计算是否正确？考虑到我没有足够的内存用于 std::vector 并且无法逃避动态分配，我应该使用什么？如果我知道 std::array 会导致较低的内存需求，我可以更改程序以使数组成为静态的。

Answer 1

这些数字是错误的。此外，我认为它们也不代表你认为它们代表的东西。让我解释一下。

首先是关于他们错了的部分。不幸的是，您没有显示 sizeof(int) 的值所以我们必须导出它。在系统上，您使用的是 int 的大小可以计算为

size_t sizeof_int = sizeof(RAWarr) / 5; // => sizeof(int) == 8

因为这本质上是 sizeof(T) 的定义: 它是两个相邻类型 T 对象开始之间的字节数在一个数组中。这恰好与 STDarr 的数字打印不一致 : 类模板 std::array<T, n>被指定为具有 n 的数组T 类型的对象嵌入其中。此外，std::array<T, n>::max_size()是一个常量表达式，产生 n .也就是说，我们有:

40                                               // is identical to
sizeof(STDarr) + sizeof(int) * STDarr.max_size() // is bigger or equal to
sizeof(RAWarr) + sizeof_int * 5                  // is identical to
40             + 40                              // is identical to
80

即40 >= 80 - 一个矛盾。

同样，第二次计算也与第三次计算不一致:std::vector<int>至少持有 5元素和 capacity()必须大于 size() .此外，std::vector<int>的大小不为零。也就是说，以下必须始终为真:

sizeof(RAWarr) < sizeof(VEC) + sizeof(int) * VEC.capacity()

无论如何，所有这些与您的实际问题几乎无关:代表 n 的开销是多少？ T 类型的对象使用内置数组 T , 一个 std::array<T, n> , 和一个 std::vector<T> ？这个问题的答案是:

1. 内置数组 T[n]使用 sizeof(T) * n .
2. 安 std::array<T, n>使用与 T[n] 相同的大小.
3. A std::vector<T>(n)需要一些控制数据(大小、容量，可能还有一个分配器)加上至少“n * sizeof(T)”字节来表示它的实际数据。它也可以选择有一个 capacity()大于n .

除了这些数字之外，实际使用这些数据结构中的任何一个都可能需要额外的内存:

1. 所有对象都在适当的地址对齐。为此，对象前面可能有额外的字节。
2. 当在堆上分配对象时，内存管理系统除了可用内存之外还包括几个字节。这可能只是一个与大小有关的词，但它可能是分配机制想要的任何东西。此外，该内存可能存在于分配内存之外的其他地方，例如在某处的哈希表中。

好的，我希望这能提供一些见解。但是，重要 消息出现了:如果 std::vector<T>无法容纳您拥有的数据量有两种情况:

1. 您的内存极低，大部分讨论都是徒劳的，因为您需要完全不同的方法来处理您拥有的几个字节。如果您正在处理资源极其受限的嵌入式系统，就会出现这种情况。
2. 您有太多数据正在使用 T[n]或 std::array<T, n>不会有太大帮助，因为我们所说的开销通常小于 32 字节。

也许您可以描述您实际尝试做的事情以及原因 std::vector<T>不是一个选项。