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

这些计算正确吗？考虑到我没有足够的内存std::vector并且无法逃避动态分配，我应该使用什么？如果我知道这会std::array导致内存需求降低，我可以更改程序以使数组静态。

Answer 1

这些数字是错误的。而且，我认为它们也不代表你所认为的那样。让我解释。

首先是关于他们错误的部分。不幸的是，你没有表现出它的价值sizeof(int)，所以我们必须推导它。在您使用的系统上， an 的大小int可以计算为

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

因为这本质上是 的定义：它是数组中sizeof(T)两个相邻类型对象的开头之间的字节数。T这恰好与 for 的数字打印不一致STDarr：类模板std::array<T, n>被指定为嵌入了一个n类型的对象数组。T此外，std::array<T, n>::max_size()是一个产生 的常量表达式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

那就是40 >= 80——一个矛盾。

类似地，第二个计算也与第三个计算不一致：std::vector<int>至少包含5元素并且capacity()必须大于size()。此外， 的std::vector<int>大小不为零。也就是说，以下条件必须始终为真：

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：使用、 an和 an的内置数组表示n类型对象的开销是多少？这个问题的答案是：TTstd::array<T, n>std::vector<T>

1. 内置数组T[n]使用sizeof(T) * n.
2. Anstd::array<T, n>使用与 a 相同的大小T[n]。
3. Astd::vector<T>(n)需要一些控制数据（大小、容量以及可能的分配器）加上至少“n * sizeof(T)”字节来表示其实际数据。它可能会选择还有一个capacity()比 更大的n。

除了这些数字之外，实际使用任何这些数据结构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，对象前面可能有附加字节。
2. 当在堆上分配对象时，除了可用内存之外，内存管理系统还可能包含几个字节。这可能只是一个关于大小的词，但它可能是分配机制想要的任何东西。此外，该内存可能位于分配内存之外的其他位置，例如在哈希表中的某个位置。

好的，我希望这能提供一些见解。然而，这里有一个重要的信息：如果std::vector<T>无法容纳您拥有的数据量，则有两种情况：

1. 您的内存非常低，并且大多数讨论都是徒劳的，因为您需要完全不同的方法来处理您拥有的少数字节。如果您正在开发资源极其有限的嵌入式系统，就会出现这种情况。
2. 您使用的数据太多T[n]，否则std::array<T, n>不会有太大帮助，因为我们讨论的开销通常小于 32 字节。

也许您可以描述您实际上想要做什么以及为什么这std::vector<T>不是一个选择。