vector的扩容方式

vector的扩容方式是通过动态分配内存来实现的。当向vector中添加元素时，如果当前容量不足以容纳新元素，vector会为自己重新分配一块更大的内存空间，并将原有元素拷贝到新的内存空间中。这个过程称为扩容。一般情况下，vector会按照一定的策略来确定新的容量大小，常见的策略包括倍增和增加固定大小。

以倍增策略为例，当vector需要扩容时，它会将当前容量乘以一个系数（通常是2），得到新的容量大小。然后，它会为新容量大小分配内存，并将原有元素拷贝到新的内存空间中。这样就完成了vector的扩容。

需要注意的是，vector的扩容可能会导致之前的迭代器失效，因为元素被重新拷贝到新的内存空间中。所以，在使用迭代器时，如果有可能触发扩容的操作，需要小心处理迭代器的有效性。

相关问题

避免 vector 扩容

避免向 `std::vector` 进行不必要的扩容可以通过预先分配足够的空间、使用 `reserve()` 方法以及合理设计向量元素的增长策略来实现。

1. **预先分配空间**：在你知道将要添加的元素数量时，可以使用 `vector::resize()` 或者 `vector::push_back()` 后跟指定大小，一次性分配所需的内存，减少频繁扩容。

std::vector<int> vec;
int n = ...; // 预测的元素数量
vec.reserve(n); // 预先分配空间

2. **`reserve()` 方法**：在向 `vector` 添加元素之前，可以使用 `reserve()` 方法预设其容量，这样在后续添加元素时，只要不超过预先设定的容量，就不会触发扩容。

vec.reserve(vec.size() + n); // 在现有元素基础上增加n个

3. **增长策略**：如果数据量不确定但有一个增长趋势，可以定期评估并调整容量。例如，每次扩容时增加一倍的空间，直到达到某个最大值。

size_t initial_capacity = 10;
while (true) {
    if (vec.capacity() >= target_capacity) break;
    vec.reserve(vec.capacity() * 2); // 每次翻倍容量
}

4. **避免频繁修改容器内部结构**：尽量减少对容器内部元素的移动，因为这可能会导致扩容。如果可能，使用 `insert()` 或 `emplace_back()` 在容器尾部添加新元素，而不是直接修改容器内容。

5. **使用`span`或`piecewise_construct`**：对于大量数据，可以考虑使用 `std::span` 或 `std::vector::emplace_back(std::span)`，它们可以在不拷贝数据的情况下插入数据，从而减少扩容。

c++vector扩容

在C++中，`std::vector`是一种动态数组，它会在需要的时候自动调整大小以容纳更多的元素。当`vector`内部存储已满，即其容量（capacity）大于当前元素的数量（size），而试图添加新元素时，`vector`就会进行扩容操作。

扩容的过程通常分为以下几个步骤：
1. **检查剩余空间**：如果当前的容量与元素数量之差小于`vector`的一个特定阈值（默认是负载因子约67%，这个比例可以根据`reserve`函数改变），那么会直接进行扩容。
2. **创建新的存储区**：`vector`会在当前存储区之后分配一个新的更大的存储区域，通常是原来的两倍大小。
3. **复制旧数据**：然后将旧存储区的所有元素逐个复制到新分配的区域。
4. **更新内部状态**：更新`vector`的指针和容量，使其指向新的存储区，并保持足够的空间用于未来添加元素。

通过这种方式，`vector`可以在不影响运行性能的前提下处理大量元素，无需手动管理内存。