随着对C++的深入学习，逐渐发现了一些很重要的知识点。本文重点讲解C++ Vector内存机制和效率问题。

iOS移动端

记得之前做iOS移动端时，关于垃圾回收机制是这样说的：

ARC的基本概念：

ARC（AutoRefrenceCount）自动引用计数，当你在编译程序时提供自动管理内存的功能，它会自动加入内存的控制代码，控制对象的生命周期。这是在iOS4以后引入的技术。此时你在代码中使用release,retain时就会报错，也就是这些方法被禁用。当然你也可以在项目中进行设置，选择重新启用MRC（手动内存管理）。在Build Setting里面把“Objective-C Automatic Reference Counting”设置为NO，就可以不启用ARC。

垃圾回收机制的基本概念：

与Java、.net语言相同，Objective-C2.0以后，也提供了垃圾回收机制。但在iOS移动终端设备中，并不支持垃圾回收机制（取决于终端设备的性能）。因此，iPhone并不能对内存进行自动垃圾回收机制（取决于终端设备的性能）。因此，iPhone并不能对内存进行自动垃圾回收处理（中间模式autorelease）。我们需要注意垃圾回收机制并不是ARC，ARC也是需要管理内存的，只不过是隐式的管理内存，编译器会在适当的地方自动插入retain,release和autorelease.

回到正题

C++ Vector中内存分配和回收机制

1.内存增长

vector所有的内存相关问题都可以归结于它的内存增长策略。vector有一个特点就是：内存空间只会增长不会减少。vector有两个函数，一个是capacity()，返回对象缓冲区（vector维护的内存空间）实际申请的空间大小，另一个size()，返回当前对象缓冲区存储数据的个数。对于vector来说，capacity是永远大于等于size的，但capacity和size相等时，vector就会扩容，capacity变大。

比如说vector最常用的push_back操作，它的整个过程是怎么一个机制呢？这个问题经常在面试中出现。

这个问题其实很简单，在调用 push_back时，若当前容量已经不能够放入新的元素（capacity=size），那么vector会重新申请一块内存，把之前的内存里的元素拷贝到新的内存当中，然后把push_back的元素拷贝到新的内存中，最后要析构原有的vector并释放原有的内存。所以说这个过程的效率是极低的，为了避免频繁的分配内存，C++每次申请内存都会成倍的增长，例如之前是4，那么重新申请后就是8，以此类推。当然不一定是成倍增长，比如在我的编译器环境下实测是0.5倍增长，之前是4，重新申请后就是6。

2. 内存释放

就像前面所说的，vector的内存空间是只增加不减少的，我们常用的操作clear()和erase()，实际上只是减少了size()，清除了数据，并不会减少capacity，所以内存空间没有减少。那么如何释放内存空间呢，正确的做法是swap()操作。

标准模板如下

[cpp]view plain copy
template < class T >  
void ClearVector( vector< T >& vt )   
{  
    vector< T > vtTemp;   
    veTemp.swap( vt );  
}  

也可以简单使用以下操作

[cpp]view plain copy
vector<Point>().swap(pointVec); //或者pointVec.swap(vector<Point> ())  

swap交换技巧实现内存释放思想：vector()使用vector的默认构造函数建立临时vector对象，再在该临时对象上调用swap成员，swap调用之后原来vector占用的空间就等于一个默认构造的对象的大小，临时对象就具有原来对象v的大小，而该临时对象随即就会被析构，从而其占用的空间也被释放。

[cpp]view plain copy
std::vector<T>().swap(X)  
作用相当于：  
{  
std::vector<T>  temp(X);  
temp.swap(X);  
}  

交换之后，temp会被析构。

3.总结

由上可见，vector虽然是动态数组，但是本质上和数组没什么区别，频繁的销毁新建，效率很低，所以正确的做法是新建vector的时候初始化一个合适的大小（笑），回到了数组的老路上。不过之后可以动态变化还是很方便，而且还有很多好用的函数。

vecotr是动态数组，顾名思义他可以动态的增加自己的长度。

内存机制：

但是怎样的增加自己的长度？

vector有两个函数一个是capacity()返回内存空间即缓冲区的大小，另一个是size()返回当前数组中数的数量。vector增加元素来说，当容量已经不能放进数据了，那么他会重新申请一块内存，把之前的内存利用复制构造函数复制到新的内存当中，然后把新添加的内容放入后面，另外此时的他申请的内存空间是原来空间的2倍，我测得是2倍

参考文章：http://www.cnblogs.com/zhaopAC/p/5404828.html

缓冲区的释放

vecotor占用的内存只增不减，erase只是将一段区间（ earse(arr.begin(), arr.end() ）的值清除掉或者将某个值( erase(x) )清除掉，但是对于内存空间来说是没变化的

所有内存空间是在vector析构时候才能被系统回收。empty()用来检测容器是否为空的，clear()可以清空所有元素。但是即使clear()，vector所占用的内存空间依然如故，无法保证内存的回收。

方法一:
vecotr<Type>().swap(arr) // 回收arr内存
方法二：
模板：
Template < class T >
void ClearVector( vector< T >& vt ) 
{
    vector< T > vtTemp; 
    veTemp.swap( vt );
}
调用模板函数
void ClearVector<vector< T> & vt)
{  
    vector<int> temp;//临时对象未初始化，其缓冲区大小为0，没有数据  
    arr.swap(temp);//与我们的对象交换数据，arr的缓冲区就没了。  
}//临时变量会被析构，temp调用vector析构函数释放空间

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性能分析：

主要比较三种插入方式：

1、直接push_back（） 2、 reserve(n) 预定n个空间，当然后续push_back()会增加，其中的值不确定， 3 resize(n, x) 申请n个空间初始化为x，

reserve只是保持一个最小的空间大小，而resize则是对缓冲区进行重新分配，里面涉及到的判断和内存处理比较多所以比reserve慢一些，对于数据数目可以确定的时候，先预设空间大小是很有必要的。直接push_back数据频繁移动很是耗时

vector内存分配和回收机制