C++中sizeof(vector)的问题

C语言运算符sizeof的用法

我们知道在C/C++中，sizeof() 是一个判断数据类型或者表达式长度的运算符，以字节为单位。

当用 sizeof 判断一个vector类型的变量所占的内存大小时，结果会是什么呢？

比如下面这段代码：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    vector<int> vec;
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        vec.emplace_back(i);
    }
  
    cout << "sizeof(int) : " << sizeof(int) << endl;
    cout << "sizeof(vec) : " << sizeof(vec) << endl;
    cout << "vec.size    : " << vec.size() << endl;
    cout << "vec.capacity: " << vec.capacity() << endl;
  
    return 0;
}

运行结果如下图所示：

size() 是当前vector容器真实占用的内存大小，也就是容器当前拥有多少个元素；

capacity() 是指在发生realloc前能允许的最大元素数，也即预分配的内存空间。

发现 sizeof(vec) 为24，并不等于 10 * sizeof(int) = 40。这是为什么呢？

这是因为 vector 是C++标准库中的容器类，其可以理解为一个动态数组，其内部实现有三个指针：

• pointer _M_start;
• pointer _M_finish;
• pointer _M_end_of_storage;

分别代表其使用内存的开始、结束，以及分配的内存结尾，其中

• _M_finish - _M_start 对应 sizeof()；
• _M_end_of_storage - _M_start 对应 capacity() ；

vector 通过配置比其所容纳的元素所需更多的内存，即先预留足够空间，避免二次分配，从而提高 vector 的性能。

因此，sizeof(vec) 的大小等于 3 x 8 = 24。

若是静态分配内存的数组，通过sizeof求其长度结果如下：

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

int main()
{
    int arr[10];
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        arr[i] = i;
    }
    cout << "sizeof(arr): " << sizeof(arr) << endl;
  
    return 0;
}

运行结果如下图所示：