C ++数组的内存效率

Question

在我脑干的某个地方，一个声音低语：

在C ++中，数组不需要比需要的元素数更多的内存。

std::string str = "aabbcc"; 
std::array<std::string, 3> str_array = {"aa", "bb", "cc"}; 

因此，两者应该具有相同的大小，因为（与Java不同），没有单独的大小字段或类似字段。但我还没有找到参考。

这是真的？在哪种情况下不是？

Answer 1

在C ++中，数组不需要比需要的元素数更多的内存。

这是真的。原始数组的大小等于元素类型的大小乘以元素数。所以

int array[10];

的大小是sizeof(int) * std::size(array)。 std::array是相同的，但允许填充

std::array<int, 10> array;

有一个sizeof(int) * std::size(array) + P的大小，其中P是一些整数填充量。

你的例子虽然不是一回事。一个std::string是一个容器。它有自己的大小，它与它包含的内容是分开的。所以无论字符串中有多少个字符，sizeof(std::string)都将是同一个东西。所以忽略短字符串优化

std::string str = "aabbcc"; 

取sizeof(std::string)加上为底层c字符串分配的字符串。这与价值不一样

std::array<std::string, 3> str_array = {"aa", "bb", "cc"};

因为你现在有3 * sizeof(std::string)加上每个分配的字符串。

Answer 2

用任何语言存储字符串比你想象的要复杂得多。 C ++ std::string必须为您提供内容的连续存储。除此之外，std::string可以容纳更多的东西，比如指针/迭代器到最后一个字符，其中的字符数等等.std::string::size必须是O（1），因此它必须存储的信息不仅仅是缓冲区。此外，大多数标准库实现提供SSO（小字符串优化）。启用S​​SO后，std::string会分配一个小缓冲区，以避免不必要的动态分配。您还可以保留比您需要的更多内存。可以说，你需要循环收集800-1000个字符。你可以这样做：

std::string str;
for(...)
    str += some_character;

但这会导致不必要的内存分配和解除分配。如果你可以估计你想要存储的字符数，你应该qazxsw poi记忆。

reserve

然后，你总是可以

std::string str;
str.reserve(1000);
for(...)
    str.push_back(some_character);

，以节省内存：

shrink_to_fit

您还必须注意其他事项：

• str.shrink_to_fit(); 增加容量，但reserve保持不变。这意味着，size还必须存储（或能够计算）缓冲容量允许的字符数。
• 字符串文字以null结尾
• std::string必须返回null终止的字符数组，所以std::basic_string::c_str也可能包含null终止符（不幸的是我不确定它是如何完成的）
• 有更多的编码和字符集 - ASCII只是其中之一。 UTF-8和UTF-16编码的字符串可能需要使用少量存储元素来添加一个代码点，但这更复杂。

Answer 3

因此，两者应具有相同的大小（例如6个字节），

不是正确的扣除。

std::string使用的内存（如果要调用其大小）至少包含一个指针和分配用于保存数据的内存。

分配用于保存数据的存储器还可以包括保持终止空字符所需的空间。

特定

std::string

Answer 4

几乎每个字符串都可以包含以下信息：

• 字符串的大小，即它包含的字符数。
• 保存字符串字符的内存容量。
• 字符串的值。

此外，它还可能包含：

• 它的分配器和引用计数的副本。

Answer 5

它们的大小不同。字符串以null结尾保存，为每个字符串提供额外的字节。