vector 动态删除元素,释放内存的研究

对于查到的相关资料做了梳理
如果一定需要实现内存动态释放,第四条一定程度上可以满足需求,但需要注意以下问题:

vector<std::string>(Vec).swap(Vec);
思考? 是否可以通过需要段元素首尾的迭代器来拷贝需要段的元素,再调用swap呢,这样可能可以一定程度上减少调用erase带来的大开销,当然具体哪个比较划算还是根据实际情况来判断

vector::erase() 函数在容器内元素比较多,删除元素的代价会比较大,他会把后边的元素移动至删除位置,改变vector的size但是并不改变capacity,换句话说并不会释放这些删除元素的内存,官方说明如下:

      /**
       *  @brief  Remove a range of elements.
       *  @param  __first  Iterator pointing to the first element to be erased.
       *  @param  __last  Iterator pointing to one past the last element to be
       *                  erased.
       *  @return  An iterator pointing to the element pointed to by @a __last
       *           prior to erasing (or end()).
       *
       *  This function will erase the elements in the range
       *  [__first,__last) and shorten the %vector accordingly.
       *
       *  Note This operation could be expensive and if it is
       *  frequently used the user should consider using std::list.
       *  The user is also cautioned that this function only erases
       *  the elements, and that if the elements themselves are
       *  pointers, the pointed-to memory is not touched in any way.
       *  Managing the pointer is the user's responsibility.
       */
      iterator
      erase(iterator __first, iterator __last);

一、c++ vector clear() 方法的问题:

原文地址:c++ vector clear() 方法的问题

vector,clear()并不真正释放内存(这是为优化效率所做的事),clear实际所做的是为vector中所保存的所有对象调用析构函数(如果有的话),然后初始化size这些东西,让觉得把所有的对象清除了。
  真正释放内存是在vector的析构函数里进行的,所以一旦超出vector的作用域(如函数返回),首先它所保存的所有对象会被析构,然后会调用allocator中的deallocate函数回收对象本身的内存。
  所以,某些编译器clear后还能访问到对象数据(因为它根本没清除),在一些比较新的C++编译器上(例如VS2008),当进行数组引用时(例如a[2]这种用法),STL库中会有一些check函数根据当前容器的size值来判断下标引用是否超出范围,如果超出,则会执行这样一句:
  _THROW(out_of_range, "invalid vector<T> subscript");
  即抛出一个越界异常,clear后没有捕获异常,程序在新编译器编译后就会崩溃掉。

-------------------------分割线--------------------------------------------------------------

二、vector的内存释放:

原文地址:vector的内存释放

vector : C++ STL中的顺序容器,封装数组

1. vector容器的内存自增长

与其他容器不同,其内存空间只会增长,不会减小。先来看看"C++ Primer"中怎么说:为了支持快速的随机访问,vector容器的元素以连续方式存放,每一个元素都紧挨着前一个元素存储。设想一下,当vector添加一个元素时,为了满足连续存放这个特性,都需要重新分配空间、拷贝元素、撤销旧空间,这样性能难以接受。因此STL实现者在对vector进行内存分配时,其实际分配的容量要比当前所需的空间多一些。就是说,vector容器预留了一些额外的存储区,用于存放新添加的元素,这样就不必为每个新元素重新分配整个容器的内存空间。

关于vector的内存空间,有两个函数需要注意:size()成员指当前拥有的元素个数;capacity()成员指当前(容器必须分配新存储空间之前)可以存储的元素个数。reserve()成员可以用来控制容器的预留空间。vector另外一个特性在于它的内存空间会自增长,每当vector容器不得不分配新的存储空间时,会以加倍当前容量的分配策略实现重新分配。例如,当前capacity为50,当添加第51个元素时,预留空间不够用了,vector容器会重新分配大小为100的内存空间,作为新连续存储的位置。

2. vector内存释放

由于vector的内存占用空间只增不减,比如你首先分配了10,000个字节,然后erase掉后面9,999个,留下一个有效元素,但是内存占用仍为10,000个。所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的,clear()可以清空所有元素。但是即使clear(),vector所占用的内存空间依然如故,无法保证内存的回收。

如果需要空间动态缩小,可以考虑使用deque。如果非vector不可,可以用swap()来帮助你释放内存。具体方法如下:

vector<int> nums; 
nums.push_back(1);
nums.push_back(1);
nums.push_back(2);
nums.push_back(2); 
vector<int>().swap(nums); //或者nums.swap(vector<int> ())

或者如下所示,使用一对大括号,意思一样的:

//加一对大括号是可以让tmp退出{}的时候自动析构
{ 
    std::vector<int> tmp =   nums;  
    nums.swap(tmp); 
}

swap()是交换函数,使vector离开其自身的作用域,从而强制释放vector所占的内存空间,总而言之,释放vector内存最简单的方法是vector.swap(nums)。当时如果nums是一个类的成员,不能把vector.swap(nums)写进类的析构函数中,否则会导致double free or corruption (fasttop)的错误,原因可能是重复释放内存。标准解决方法如下:

template < class T >
void ClearVector( vector< T >& vt ) 
{
    vector< T > vtTemp; 
    veTemp.swap( vt );
}

3. 利用vector释放指针

如果vector中存放的是指针,那么当vector销毁时,这些指针指向的对象不会被销毁,那么内存就不会被释放。如下面这种情况,vector中的元素时由new操作动态申请出来的对象指针:

#include <vector> 
using namespace std; 
vector<void *> v;

每次new之后调用v.push_back()该指针,在程序退出或者根据需要,用以下代码进行内存的释放:

for (vector<void *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it ++) 
    if (NULL != *it) 
    {
        delete *it; 
        *it = NULL;
    }
v.clear();

三、vector::clear(),容器vector的clear函数详解。:

原文地址:vector::clear(),容器vector的clear函数详解。

最近经常用到vector容器,发现它的clear()函数有点意思,经过验证之后进行一下总结。

clear()函数的调用方式是,vector temp(50);//定义了50个datatype大小的空间。temp.clear();

作用:将会清空temp中的所有元素,包括temp开辟的空间(size),但是capacity会保留,即不可以以temp[1]这种形式赋初值,只能通过temp.push_back(value)的形式赋初值。

同样对于vector<vector > temp1(50)这种类型的变量,使用temp1.clear()之后将会不能用temp1[1].push_back(value)进行赋初值,只能使用temp1.push_back(temp);的形式。

下面的代码是可以运行的。

    #include <iostream>
    #include<vector>
    using namespace std;
    int main(){
    	vector<vector<int>> test(50);
    	vector<int> temp;
	   	test[10].push_back(1);
    	cout<<test[10][0]<<endl;
    	test.clear();
    	for(int i=0;i<51;i++)
    		test.push_back(temp);
    	system("pause");
    	return 0;
    }

但是这样是会越界错误的。

    #include <iostream>
    #include<vector>
    using namespace std;
    int main(){
	    vector<vector<int>> test(50);
	    vector<int> temp;
	    test[10].push_back(1);
	    cout<<test[10][0]<<endl;
	    test.clear();
	    for(int i=0;i<50;i++)
		   	test[i].push_back(1);
	    system("pause");
	    return 0;
    }

并且即使我们使用

    for(int i=0;i<100;i++)
    	test[i].push_back(1);

都是可以的,因为size已经被清除了。

四、vector容器删除某些元素且释放内存:

原文地址:vector容器删除某些元素且释放内存

1.size和capacity

size:
指目前容器中实际有多少元素,对应的resize(size_type)会在容器尾添加或删除一些元素,来调整容器中实际的内容,使容器达到指定的大小。
capacity:
指最少要多少元素才会使其容量重新分配,对应reserve(size_type new_size)会这置这个capacity值,使它不小于所指定的new_size。
所以用reserve(size_type)只是扩大capacity值,这些内存空间可能还是“野”的,如果此时使用“[ ]”来访问,则可能会越界。而resize(size_type new_size)会真正使容器具有new_size个对象。
元素访问方式差别
在对vector进行访问时,如果使用“[ ]”,则会像变通数组那样,不进行越界的判断。
如果使用“at(size_type)”函数则会先进行越界的判断。

2.应用

经常会用到vector中元素不再使用,需要删除元素且释放内存的操作,记录如下:
iter = strVec.erase(iter);
strVec是容器名称,iter是迭代器,删除元素后,迭代器指向下一个元素;
vector<std::string>(Vec).swap(Vec);
将Vec的内存空洞清除;
vector().swap(Vec);
清空Vec的内存;
示例代码:

#include"iostream"
#include"vector"
#include"string"
using namespace std;
 
int main() {
    vector<string> strVec;
    
    strVec.push_back("Sophia");
    strVec.push_back("and");
    strVec.push_back("Nemo");
    strVec.push_back("are");
    strVec.push_back("good");
    strVec.push_back("people.");
    
    cout << "The capacity of the original vector is: " << strVec.capacity() << endl;
    
    for (vector<string>::iterator iter = strVec.begin(); iter != strVec.end();) {
        if ((*iter) == "and")
            iter=strVec.erase(iter);
        else if((*iter) == "Nemo")
            iter = strVec.erase(iter);
        else
            iter++;
    }
    
    vector<string>(strVec).swap(strVec);
    
    cout << "After deleting two elements in the vector, now the capacity is: " << strVec.capacity() << endl;
    
    vector<string>().swap(strVec);
    
    cout << "After clearing, now the capacity is: " << strVec.capacity() << endl;
    
    system("Pause");
    return 0;
}
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