一个 std::vector 分配内存的位置在哪里？

Question

考虑以下代码片段：

#include <vector>
using namespace std;

void sub(vector<int>& vec) {
    vec.push_back(5);
}

int main() {
    vector<int> vec(4,0);
    sub(vec);
    return 0;
}

假设"vec"在"sub"函数中没有足够的空间来存储5，它会在哪里分配新的内存？

在sub函数的堆栈帧中吗？如果是这样，那么5将在sub函数结束时被删除。但是主函数的堆栈帧不能增长，因为此时子函数的堆栈帧位于堆栈顶部。
std::vector会在堆上为其元素分配内存吗？ 但是它如何释放该堆内存呢？ 如果它是一个位于堆栈上的局部向量，则包括向量的函数的堆栈帧最终会被删除，而不通知向量它将被删除吗？

- YoFrankie

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你可能想要查看STL分配器。 - pmdj

把 sub(vector<int>& vec) 改成 sub(vec) 会更易读 ;) - LihO

它在堆上分配内存。 std::vector 实现 - Arif_Khan

Answer 1

std::vector是否在堆上为其元素分配内存？

是的。更准确地说，它根据您在构造函数中传递的分配器进行分配。您没有指定一个，所以您得到默认的分配器。默认情况下，这将是堆。

但是它如何释放堆内存？

通过其析构函数当它超出作用域时。（请注意，指向超出作用域的向量的指针不会触发析构函数）。但如果您按值传递给sub，则会构造（稍后销毁）一个新副本。然后将5推回该副本，清理该副本，而main中的向量将不受影响。

- Doug T.

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我没有看到http://www.cplusplus.com/reference/std/memory/allocator/allocate/页面上提到默认分配在堆上的内容？ - athos

Answer 2

STL中的所有容器都是使用模板参数化的，通常最后一个参数被称为A或Allocator，默认为std::allocator<...>，其中...表示容器内存储的值的类型。

Allocator是一个用于提供内存并在此内存区域中构建/销毁元素的类。它可以从池或直接从堆中分配内存，具体取决于您构建分配器的方式。默认情况下，std::allocator<T>是一个简单的包装器，围绕着::operator new，因此将在堆上分配内存，正如您推断的那样。

内存是按需分配的，且至少在调用vector的析构函数时释放。C++11引入了shrink_to_fit以更早地释放内存。最后，当向量超过其当前容量时，会进行新的（更大）分配，对象被移动到其中，然后释放旧的分配。

与所有局部变量一样，在执行到达其声明的作用域的末尾时，析构函数被调用。因此，在函数退出之前，向量的析构函数被调用，只有在栈缩小且控制返回给调用者之后才会进行。

- Matthieu M.

Answer 3

还要注意，你的向量（vec）本身就是一个对象。它驻留在堆栈中，当这个对象作用域结束时（在你的情况下是main的结尾），它会被销毁。元素的内存是在初始化该对象时分配的，并随着其销毁而释放，这是RAII习语的绝佳例子，因为元素的资源管理与向量对象的生命周期相关联。

- LihO

Answer 4

因为你在子函数中传递了堆中向量的地址，所以它将分配在堆中。如果没有剩余空间，应该抛出异常。

- Stefan

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堆上的向量与它分配内存在堆上之间绝对没有任何联系。 - Tom Knapen

这个向量不在“堆”上，无论它是什么。它在main的堆栈中。 - juanchopanza

无论您是在堆栈上还是在堆上分配向量， 默认实现始终会在堆上分配其内存。 - Tom Knapen

至少那是我想说的。考虑到我没有表达得够准确，这是我的错！ - Stefan