vector内存分配特点

vector有一个特点：内存空间只会增长，不会减小。为了支持快速的随机访问，vector容器的元素以连续方式存放，每添加一个元素时，都需要保证连续存放的特性，若空间不足则需要重新分配空间、拷贝元素。因此在创建vector时，对其分配的内存空间比当前需要的要多一些，也就是说预留一些额外的存储空间用于存放新添加的元素。

vector有两个函数，一个是capacity()，返回对象缓冲区（vector维护的内存空间）实际申请的空间大小，另一个size()，返回当前对象缓冲区存储数据的个数。也就是说，前者是占用空间的大小，后者是其中存放数据的多少，并且capacity永远大于等于size。当两者相等时，vector就会重新分配内存，扩大capacity。

为什么要释放内存

实际上vector不需要手动释放，当超出范围或者程序结束时会自动回收，对于数据量较小的变量来说，不需要考虑内存释放的问题。但对于数据量很大，占用内存空间较多的变量，有时候需要考虑内存占用的问题。由于上面所说的性质，当某个变量已经不需要或者被clear的时候，capacity的值并没有变，所占的空间也没有变，这时就需要其他函数解决。

下面介绍两种方法。

内存释放示例

swap()函数

在《Effective STL》给出的解决方案是：

vector<type> v;
//.... 这里添加许多元素给v
//.... 这里删除v中的许多元素
vector<type>(v).swap(v);
//此时v的容量已经尽可能的符合其当前包含的元素数量

即先创建一个尽可能小的符合所需数据的临时拷贝，再将该拷贝与原先的vector进行交换，交换后临时变量会被销毁，内存释放。此时v就是临时拷贝，而交换后的临时拷贝是v的数据，只不过已经被销毁。下面是测试代码。

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

int main()
{
	vector <int> v(1000000,1);
	
	printf("查看内存使用情况，");
	system("pause");

	v.clear();

	printf("查看内存使用情况，无变化。");
	system("pause");

	printf("swap函数前vector容量：%d\n", v.capacity());
	
	vector <int>(v).swap(v);
	
	printf("swap函数后vector容量：%d\n", v.capacity());
	
	printf("查看内存使用情况，减小。");
	system("pause");
	return 0;
}

shrink_to_fit()函数

c++11中给出了一个新的解决方案。这个函数是专门为减小容器的容量设计的，在cplusplus中有如下定义：

Requests the container to reduce its capacity to fit its size.
The request is non-binding, and the container implementation is free to optimize otherwise and leave the vector with a capacity greater than its size.

shrink_to_fit()会在几种典型情况下放弃重分配，如元素类型不支持无异常移动、使用拷贝完成内存重分配期间某个元素构造抛出异常、重分配新位置需要的内存失败、capacity()和size()相等。此时函数回滚容器到调用前状态，错误不返回。

示例代码：

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

int main ()
{
  vector<int> myvector (100);
  cout << "1. capacity of myvector: " << myvector.capacity() << '\n';

  myvector.resize(10);
  cout << "2. capacity of myvector: " << myvector.capacity() << '\n';

  myvector.shrink_to_fit();
  cout << "3. capacity of myvector: " << myvector.capacity() << '\n';

  return 0;
}

输出结果为：

capacity of myvector: 100
capacity of myvector: 100
capacity of myvector: 10