std::size和std::map的最大大小是多少？

Question

std::size和std::map的最大大小是多少？是否有方法可以增加这个数字？

谢谢！

- Roman

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你的问题是什么是 std::size 的最大大小？ - πάντα ῥεῖ

std::map::max_size 返回你的 map 可以容纳的最大大小。 - andre

真正的限制可能是系统资源，特别是RAM、交换空间... - Basile Starynkevitch

这将取决于您底层操作系统以及在堆上分配内存的限制，我个人认为。 - πάντα ῥεῖ

std::map::max_size()会返回一个保证不会超过的大小。然而，它通常甚至不会接近这个大小，并且该函数被认为不是很有用。 - Bo Persson

Answer 1

您可以通过调用标准库容器的Container::max_size()函数获取其最大大小。如果您需要在编译时获取理论上的最大大小值，请使用std::numeric_limits<Container::size_type>::max()。

- Griwes

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仅仅因为在某些容器的实现中max_size()返回std::numeric_limits<size_type>::max()并不意味着用户可以直接使用std::numeric_limits<size_type>::max()来确定容器的最大大小。 - AnT stands with Russia

@AndreyT，什么？max_size()返回size_type；numeric_limits<size_type>::max()返回constexpr size_type。我认为两者都是相同的类型，因此都是代表相同概念的数字 - 但一个考虑了运行时环境，而另一个在编译时解决。 - Griwes

@AndreyT，什么？size_type用于表示元素的数量，而不是它们的总大小（以字节为单位）。这是一个巨大的误解。 - Griwes

我不明白争论的焦点在哪里。std::numeric_limits<Container::size_type>::max()是容器大小的上限。Container::max_size()也是容器大小的上限，但它是一个更紧密的上限，因此更有用。无论如何，并不能保证实际上可以创建这么大的容器，我能想到的唯一用例是对输入值进行合理性检查。 - Yakov Galka

@AndreyT：那么我会说唯一有用的答案是“无法知道容器的最大大小，因为它们在运行时实际上受到资源量的限制，因此应编写异常安全代码并依赖于抛出bad_alloc”。 - Yakov Galka

Answer 2

任何标准容器的最大大小由container<T>::max_size()方法给出。一般情况下，这个大小可能会比container<T>::size_type的范围小（也确实如此）。

可以通过std::numeric_limits获取container::size_type的范围，但要记住，容器不能保证它们的最大大小能够达到其size_type的完整范围。

还要注意，container<T>::max_size()返回容器中最多的元素数量，而std::numeric_limits<container<T>::size_type>::max()返回size_type的范围。这些值是不可比较的。

- AnT stands with Russia

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这与被接受的答案相矛盾，你能提供一些参考资料来支持吗？ - 463035818_is_not_a_number

@tobi303：首先，我没有看到矛盾之处。其次，标准中max_size()的规范是我的参考。第三，您也可以在任何编译器中尝试一下max_size()通常会做什么。对于std::vector<T>，您通常会看到std::numeric_limits<std::vector<T>::size_type>::max() / sizeof(T)。这不一定是可达到的，但思路是清晰的。 - AnT stands with Russia

啊好的，我误读了另一个答案，它说“理论上最大尺寸是 std::numeric_limits<Container::size_type>::max()”，但实际上最大尺寸可能会更小。 - 463035818_is_not_a_number

@tobi303：是的。max_size()也不需要精确。例如，在GCC中，std::vector<T>::max_size()返回std::numeric_limits<std::vector<T>::size_type>::max() / sizeof(T)。但是，即使如此，也无法达到这个值，因为GCC拒绝分配大小为SIZE_MAX的内存块。它只能分配最多SIZE_MAX / 2，这意味着std::vector<T>的实际最大大小比max_size()报告的要小约两倍。 - AnT stands with Russia

Answer 3

理论极限是size_t可以包含的最大数量，通常用于返回容器中元素的数量。对于大多数32位平台，它是2^32，对于大多数64位平台，它是2^64，但实际上这是实现定义的，在标准中没有强制限制。

但实际上，任何容器的可能最大大小都要小得多，因为它受可用内存地址空间和可用空闲内存的限制。

- Rost

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需要说明的是，在32位平台上，通常在分配了约3GB的内存后才会得到bac_alloc。 - yo'