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C++ std::vector元素的内存分配问题

2016-01-17 22:11 567 查看

来看一个问题：

在使用C++ STL的vector时，下面三种写法有什么不同呢？其内存分配是怎么样的呢？

std::vector<T> vec;
std::vector<T>* Vec = new std::vector<T>();
std::vector<T*> vec;

首先，说结论吧（假设Ｔ是一个定义好的类）：

对于

std::vector<T> vec;

vec在栈上（stack），而其中的元素T保存在堆上（heap）；

对于

std::vector<T>* Vec = new std::vector<T>();

vec和其中的元素T都保存在堆上；

对于

std::vector<T*> vec;

vec在栈上（stack），而其中的元素T保存在堆上（heap）；和第一种情况类似。

下面通过实验说说第一种情况和第二种情况的不同吧！

下面代码中声明了一个类A和一个函数IsObjectOnStack()用于监测对象是否在栈上，该函数使用到了Windows的系统API。

#include <vector>
#include <iostream>
#include <Windows.h>

using std::vector;
using std::cout;

class A
{
public:
A(); //构造函数
A(const A& a); //拷贝构造函数
~A(); //析构函数

};

A::A()
{
cout << "A的构造函数..." << '\n';
}

A::A(const A& a)
{
cout << "A的拷贝构造函数..." << '\n';
}

A::~A()
{
cout << "A的析构函数..." << '\n';
}

BOOL IsObjectOnStack(LPVOID pObject)
{
INT nStackValue(0);

MEMORY_BASIC_INFORMATION mi = { 0 };
DWORD dwRet = VirtualQuery(&nStackValue, &mi, sizeof(mi));

if (dwRet > 0)
{
return pObject >= mi.BaseAddress
&& (DWORD)pObject < (DWORD)mi.BaseAddress + mi.RegionSize;
}

return FALSE;
}

下面做第一种情况的测试：

int main()
{
vector<A> aa;
int nCount = 2;
for (int i = 0; i < nCount; i++)
{
A a;
BOOL isOnStack = IsObjectOnStack(&a);
if (isOnStack) cout << "对象a在栈上创建..." << '\n';
else cout << "对象a在堆上创建..." << '\n';
aa.push_back(a);
}

BOOL isOnStack = IsObjectOnStack(&(aa.at(0)));
if (isOnStack) cout << "std::vector中元素在栈上创建..." << '\n';
else cout << "std::vector中元素在堆上创建..." << '\n';

return 0;
}

运行结果：

运行结果" title="">可以看到

std::vector<A>

中的元素A是在栈上创建的。而且是在push_back的时候将栈上对象通过拷贝复制到堆上去的。

第三种情况测试：

int main()
{
vector<A*> aa;
int nCount = 2;
for (int i = 0; i < nCount; i++)
{
A* a = new A();
BOOL isOnStack = IsObjectOnStack(a);
if (isOnStack) cout << "对象a在栈上创建..." << '\n';
else cout << "对象a在堆上创建..." << '\n';
aa.push_back(a);
}

BOOL isOnStack = IsObjectOnStack(aa.at(0));
if (isOnStack) cout << "std::vector中元素在栈上创建..." << '\n';
else cout << "std::vector中元素在堆上创建..." << '\n';

for (int i = 0; i < nCount; i++)
{
delete aa.at(i);
}

return 0;
}

运行结果：

运行结果" title="">这个很明显

std::vector<A*>

中的对象都是在堆上。使用完以后，我们必须手动释放该对象所占内存。

所以，我个人觉得两者的主要区别在于：std::vector<T>
和
std::vector<T*>
中元素T都是存储在栈上，而且
std::vector<T>
不用手动管理内存空间，而
std::vector<T*>
需要手动delete释放栈上的空间。但是push_back的时候
std::vector<T>
会比
std::vector<T*>
多一个拷贝构造的过程。

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