考虑以下测试程序：
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
int main()
{
std::cout << sizeof(std::string("hi")) << " ";
std::string a[10];
std::cout << sizeof(a) << " ";
std::vector<std::string> v(10);
std::cout << sizeof(v) + sizeof(std::string) * v.capacity() << "\n";
}
对于libstdc++和libc++，分别的输出结果如下：
8 80 104
24 240 264
正如您所看到的，libc++ 对于一个简单的程序需要3倍的内存。导致这种内存差异的实现方式有何不同？我需要担心吗？如何解决？
这是一个简短的程序，帮助您探索std::string的两种内存使用方式：栈和堆。
#include <string>
#include <new>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
std::size_t allocated = 0;
void* operator new (size_t sz)
{
void* p = std::malloc(sz);
allocated += sz;
return p;
}
void operator delete(void* p) noexcept
{
return std::free(p);
}
int
main()
{
allocated = 0;
std::string s("hi");
std::printf("stack space = %zu, heap space = %zu, capacity = %zu\n",
sizeof(s), allocated, s.capacity());
}
gcc 4.9.1：
stack space = 8, heap space = 27, capacity = 2
gcc 5.0.0：
stack space = 32, heap space = 0, capacity = 15
clang/libc++：
stack space = 24, heap space = 0, capacity = 22
VS-2015：
stack space = 32, heap space = 0, capacity = 15
capacity，它是一个度量标准，表示字符串在必须从堆中分配新的、更大的缓冲区之前可以容纳多少个char。对于gcc-5.0、libc++和VS-2015实现，这是短字符串缓冲区的度量标准。也就是说，在栈上分配大小缓冲区来保存短字符串，从而避免更昂贵的堆分配。-stdlib=libc++。 - Ilya Popov您不必担心，标准库的实现者知道他们在做什么。
使用来自GCC子版本主干libstdc++的最新代码会得到这些数字：
32 320 344
这是因为几周前我更改了默认的std::string实现，使用了小字符串优化（有15个字符的空间）而不是您测试时使用的写时复制实现。
any）中，它突然变得明显次优，因为它的实现比 sizeof(string) 具有稍小的内部容量来执行小对象优化…… 甚至在使用 pmr::string 时更糟。 - FrankHBlibstdc++只使用了一个char*，但实际上它分配了更多的内存。libc++实现会浪费内存。libstdc++文档（在详细说明下）：A string looks like this:
[_Rep]
_M_length
[basic_string<char_type>] _M_capacity
_M_dataplus _M_refcount
_M_p ----------------> unnamed array of char_type
其中，_M_p指向字符串中的第一个字符，并将其强制转换为指向_Rep的指针并减去1以获取头指针。
这种方法的巨大优势在于，一个字符串对象只需要一次分配。所有的丑陋都限制在单个内联函数对中，每个函数编译成一个单独的add指令：_Rep::_M_data()和string::_M_rep()；还有一个分配函数，它获取一块原始字节的块，并构造一个_Rep对象在前面。
您希望_M_data指向字符数组而不是_Rep的原因是调试器可以看到字符串内容。(可能我们应该添加一个非内联成员来获取_Rep，供调试器使用，这样用户就可以检查实际的字符串长度。)
因此，它看起来只像一个char*，但从内存使用的角度来看，这是误导性的。
以前libstdc++基本上使用了这种布局：
struct _Rep_base
{
size_type _M_length;
size_type _M_capacity;
_Atomic_word _M_refcount;
};
这更接近于libc++的结果。
libc++使用“短字符串优化”。确切的布局取决于是否定义了_LIBCPP_ABI_ALTERNATE_STRING_LAYOUT。如果已定义，则数据指针将在字符串较短时对齐。有关详细信息，请参见源代码。
短字符串优化避免了堆分配，因此如果仅考虑在堆栈上分配的部分，则与libstdc++实现相比，它看起来更加昂贵。 sizeof(std :: string)只显示堆栈使用情况而不是总体内存使用情况（堆栈+堆）。
对于某些编译器，有一个选项可以关闭内部缓冲区。
std::string实现不符合C++11标准，而是使用了写时复制的实现方式，从而带来了尺寸上的节省。请重新运行您的libstdc++测试，使用vstring进行比较并查看结果。 - Praetoriansizeof(std::string)并不代表字符串占用的所有内存，而仅代表字符串类所占用的内存（例如，在堆栈上分配的字符串），并且不包括它所指向的任何数据结构。 - EyasSH__gnu_cxx::__vstring，则结果会有很大的不同。而EyasSH所说的是，std::string对象的大小不受其管理的字符串长度的影响。 - Praetorian