C++中capacity()用法总结

来源：互联网发布：林允儿爆料知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/16 15:20

1、定义

在C++中，理解capacity和size之间的区别非常重要。容器的size是指它已经保存的元素的数目；而capacity则是在不分配新的内存空间的前提下它最多可以保存多少元素。

函数功能capacity() 容器能存储数据的个数size() 容器目前存在的元素数reserve() 指定容器能存储数据的个数resize() 重新指定有效元素的个数，区别与reserve()指定容量的大小当创建空容器时，容量(capacity)为 0;当用完时，增加原容量的 1/2。
适用如 vector这种元素连续存储的容器，如为list则不同。
capacity 一般大于size的原因是为了避免每次增加数据时都要重新分配内存，所以一般会生成一个较大的空间，以便随后的数据插入。

2、举例说明

example1

vector v;  //此时没有初始化，所以size()和capacity()都是0；cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;v.push_back(1);cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;//此时容器内有一个元素了，那么size()和capacity()都是1v.push_back(1);cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;//此时容器内能够提供的空间capacity()不够用了，需要申请内容，申请多少呢，申请后的大小应该是以前的2倍，那就应该是2了，此时有两个元素，size（）为2，capacity（）也是2v.push_back(1);cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;//此时容器能够提供的空间是2，又增加元素，不够，需要申请空间，申请后的空间为原来2倍，就是4了，那么size()为3，capacity（）为4v.push_back(1);cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;//容器还能够提供一个空间，不需要申请新空间，size()为4，capacity（）为4v.push_back(1);cout<<v.size()<<endl<<v.capacity()<<endl;//空间不够，需要申请，size()为5，capacity为8

example2

#include <iostream>#include <vector>using namespace std;int main(){    vector<int> ivec;    cout<<"capacity:"<<ivec.capacity()<<"  size:"<<ivec.size()<<endl;    //添加10个元素    for(int i = 0; i < 10; ++i)    {        ivec.push_back(i);        cout<<"capacity:"<<ivec.capacity()<<"  size:"<<ivec.size()<<endl;    }    //将容量用完    while(ivec.size() != ivec.capacity())        ivec.push_back(0);   //添加1个元素    cout<<"size = capacity. insert one element\n";    ivec.push_back(0);    cout<<"capacity:"<<ivec.capacity()<<"  size:"<<ivec.size()<<endl;    ivec.reserve(100);    cout<<"reserve capacity 100\n";    cout<<"capacity:"<<ivec.capacity()<<"  size:"<<ivec.size()<<endl;    //将容量用完    while(ivec.size() != ivec.capacity())        ivec.push_back(42);//添加1个元素    cout<<"size = capacity. insert one element\n";    ivec.push_back(0);    cout<<"capacity:"<<ivec.capacity()<<"  size:"<<ivec.size()<<endl;    system("pause");    return 0;}

3、capacity()和max_size()比较
capacity ：容器的成员函数capacity()取得
max_size：容器的成员函数max_size()取得
STL容器的capacity属性，表示STL在发生realloc前能允许的最大元素数，也可以理解为预分配的内存空间。例如一个vector v的capacity为5，当插入第6个元素时，vector会realloc，vector内部数据会复制到另外一个内存区域。这样之前指向vector中的元素的指针、迭代器等等均会失效。
max_size属性和capacity不同，表示STL容器允许的最大元素数，通常，这个数是一个很大的常整数，可以理解为无穷大。这个数目与平台和实现相关，在我的机器上vector的max_size为1073741823，而string的max_size为4294967294。因为max_size很大~所以基本不会发生元素数超过max_size的情况，只需知道两者区别即可。

4、一些容器与capacity
（1）并不是所有的容器都会发生realloc。
List，Map/Multimap，Set/Multiset的元素在内存中散布，不预分配内存，所以不会产生realloc的情况，对于这些容器，其capacity是无意义的，所以这些容器没有capacity()成员函数，也没有capacity属性。
（2）deque双向队列情况比较特殊，deque将内存分块，每次分配固定大小的分块，一个分块填充满后开辟新的分块，也属于散布-连续混杂的情况，虽然deque会预分配内存空间，但也不会产生realloc（人家是alloc），所以也不具有capacity属性。
（3）实际具有capacity属性的容器只有vector和string，在不同实现下，capacity也不尽相同。
除了通过构造式设定capacity，也可以使用reserve(n)来设定容器对象的capacity，避免之后的realloc。不过这一过程是只增不减的，如果n小于当前capacity，则reserve(n)无效。

参考资料：

C++容器中 size(), capacity, reserve() ,resize() 函数讲解
C++中capacity()函数用法
在C++中VECTOR的size()和capacity()取值

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